[1] O documento apresenta os fundamentos da termodinâmica clássica, incluindo as leis da termodinâmica, transferência de calor e sistemas termodinâmicos. [2] Aborda conceitos como energia, temperatura, entropia, trabalho, calor e os três tipos de sistemas: fechado, aberto e isolado. [3] Tem como objetivo fornecer uma introdução básica aos principais tópicos da termodinâmica.
4. Termodinâmica e Energia
Termodinâmica – a ciência da energia
Energia – a capacidade de provocar
mudanças
Termodinâmica Clássica (macroscópica)
Termodinâmica
Estatística
(microscópica)
Mecânica dos
Fluidos
Transferência de
Calor
5. Termodinâmica
Lei Zero da Termodinâmica -- temperatura
Primeira Lei da Termodinâmica -- energia
* Conservação da energia
Segunda Lei da Termodinâmica -- entropia
* Energia possui qualidade e quantidade
Terceira Lei da Termodinâmica – entropia absoluta
Postulado do Estado – relações entre várias
propriedades termodinâmicas
6. Transferência de Calor
Transferência de energia de um meio quente
para um meio frio
Sempre da temperatura mais alta para a
mais baixa (Segunda Lei da
Termodinâmica)
A transferência de energia termina quando
os dois meios atingem a mesma temperatura
7. Transferência de Calor
Calor é a forma de energia que pode ser
transferida de um corpo para outro
unicamente como resultado da
diferença de temperatura
Taxa de transferência de energia
(Energia/Tempo)
8. Transferência de Calor
Termodinâmica - equilíbrio
Transferência de calor – não equilibrio
A Termodinâmica trabalha com os estados de equilíbrio e com as
mudanças de um estado de equilíbrio para outro estado de
equilíbrio.
A taxa de transferência de calor NÃO
PODE ser determinada utilizando
somente a análise termodinâmica
9. Transferência de Calor
A diferênça de temperatura é requisito indispensável para que
ocorra a transferência de calor
A taxa de transferência de calor depende do gradiente de
temperatura
Segunda Lei:A transferência
de calor ocorre na direção da
diminuição da temperatura
11. Termodinâmica
A Termodinâmica é básica em para
muitas das disciplinas das engenharias
Elétrica, Mecânica, Civil, Química,
Metalúrgica, Agrícola, Oceânica,
Hidráulica, Ambiental, Aeroespacial,
Petroleo, Nuclear, etc.
12. Ciências térmicas e de Fluidos
Termodinâmica, Transf de Calor e
Termodinâmica
Aquecedores de água,
Chuveiro elétrico ou a gás,
aquecimento e ar
condicionado, refrigeração,
TV, Vídeo,Humidificadores,
Sistemas de proteção contra
incêndio, etc.
13. Primeira Lei da
Termodinâmica
A Primeira Lei da Termodinâmica
é simplesmente o princípio da
conservação da energia.
Esse princípio assegura que a
energia é uma propriedade
termodinâmica.
14. Segunda Lei da Termondinâmica
A Segunda Lei da Termodinâmica
assegura que a energia possui
qualidade bem como quantidade, e
que os processos reais ocorrem na
direção da diminuição da qualidade
da energia.
18. Sistema
fechado
• Sistema (sistema fechado) – MASSA não
cruza a fronteira do sistema indicada pela
linha tracejada.
• A MASSA está indicada pela área cinza
• A fronteira pode se mover (o pistão pode ir
para frente e para traz)
19. Cruzando a fronteira de um Sistema
Fechado
A ENERGIA pode cruzar a fronteira de um sistema
fechado, mas não a MASSA.
21. Sistema Aberto
(Volume de controle)
Sistema Aberto – A
fronteira geralmente não se
move.(pode mover-se).
Massa e energia cruzam a
fronteira.
A área de interesse é apenas
a região dentro da fronteira
(linha tracejada).
22. Sistema Aberto
(Volume de controle)
Exemplo de sistema aberto (Volume de Controle).
Trata-se de uma determinada região do espaço que
desejamos estudar.
Tubo
Vo
Superfície de controle
23. Sistema Isolado
É um sistema fechado onde nem energia
nem massa cruzam a fronteira.
Isolated System Boundary
Heat = 0
Work = 0
Mass = 0
Across
Isolated
Boundary
Work
Mass
Surr 1
Surr 4
System
Surr 3
Mass
Heat
Surr 2
