1
Definição: a termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho e as propriedades das
substâncias que interagem nes...
2
Gás
Compressão
Trabalho
Fronteira
móvel
Gás
Trabalho
Expansão
TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
Calor
Forma de ene...
3
termodinâmica pressão absoluta
obs.: 1 atm = 105 Pa.
c) Temperatura (T)
Indica o potencial de troca de calor de um corpo...
4
Princípio da Conservação de Energia:
m*c*( t - to) = m*( u - uo)
m: massa (kg)
c: calor específico (kcal / kg ºC)
t - to...
5
ü Entropia
Substância troca calor com o meio ambiente
ë temperatura aumenta;
✏ ë temperatura diminui;
✏ ë temperatura pe...
6
Para cada pressão, tomando-se como base a temperatura de vaporização, cinco situações
diferentes são definidas:
(1)
Líqu...
7
(4)
Vapor saturado
(5)
Vapor superaquecido
Final da vaporização na mesma pressão em que se iniciou .
Ex.: Vapor dágua a ...
8
Fronteira do VC
Volume de
Controle
(uf - ui)
Calor Qe
Trabalho We
massa me
Calor Qs
Trabalho Ws
massa ms
Ee - Es = uf - ...
9
Volume de controle aberto em regime permanente
Regime permanente: propriedades internas ao VC permanecem inalteradas ao ...
10
Entropia aumenta quando um corpo ganha calor e diminui quando ele perde calor.
Líquido sub resfriado vapor superaquecid...
11
Segunda Lei da Termodinâmica
ü Primeira lei : não impõe nenhuma restrição quanto ao sentido em que as transformações oc...
12
ü Válvula de Expansão: líquido saturado ao passar pela VE, sofre uma brusca queda de pressão
sofrendo uma vaporização.
...
13
CICLO DE CARNOT
a) máquina térmica
Reservatório quente
Adiabático
(Bomba) Turb.
T1 → T2
Gerador de vapor
isotérmico
(Bo...
14
Aparelho de Ar CondicionadoAparelho de Ar CondicionadoAparelho de Ar Condicionado
15
Self-ContainedSelfSelf--ContainedContained
16
TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
Usina de Piratininga
17
TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
18
TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
Bacia do Alto Tietê
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Termodinâmica

215 visualizações

Publicada em

Publicada em: Educação
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
215
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
5
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
1
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Termodinâmica

  1. 1. 1 Definição: a termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho e as propriedades das substâncias que interagem nestas relações TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica Volume de Controle Região do espaço limitada por uma superfície (real ou imaginária), pela qual passa energia na forma de calor e trabalho. Trabalho Trabalho transferido para dentro ou para fora do volume de controle por meio de um eixo. Ex..:trabalho que move uma bomba hidráulica. Trabalho realizado através do movimento da fronteira do volume de controle. Ex..: pistão se movimentando dentro de um cilindro.
  2. 2. 2 Gás Compressão Trabalho Fronteira móvel Gás Trabalho Expansão TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica Calor Forma de energia que se transfere entre dois pontos, devido a uma diferença de temperatura entre eles. ü Propriedades Termodinâmicas a) Massa Específica (ρ ) ρ = m / V , [kg / m3 ] b) Pressão (P) P = dF / dA , [N / m2]
  3. 3. 3 termodinâmica pressão absoluta obs.: 1 atm = 105 Pa. c) Temperatura (T) Indica o potencial de troca de calor de um corpo. Obs.: Tk = TºC + 273 d) Calor Específico ( c) Propriedade do fluido que mede a energia necessária para elevar de 1 K a temperatura de uma massa unitária de uma substância. cp calor específico a pressão constante (kcal / kg ºC) TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica Energia Interna Relaciona-se com a troca de outras formas de energia entre uma substância que se encontra no interior de um volume de controle e o meio. Ex.: Panela com água no fogo. Calor transferido para água eleva a energia interna de uma quantidade igual ao calor adicionado. Medida feita a partir de um estado padrão, para o qual se convenciona que o valor da energia interna é nulo.
  4. 4. 4 Princípio da Conservação de Energia: m*c*( t - to) = m*( u - uo) m: massa (kg) c: calor específico (kcal / kg ºC) t - to: temperatura (ºC) Para to = 0 → uo = 0 e c = 1kcal /KgºC u = c*t “ A energia interna da água no estado líquido é numericamente igual a sua temperatura, na escala Celsius”. Quando um gás é comprimido, o trabalho utilizado provoca um aumento na energia interna de uma quantidade igual a sua energia. W = m*( u - uo ) TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica ü Entalpia Soma das energias internas e de pressão em unidade de energia / unidade de massa. h = u + p*v p: pressão (N / m2) V: volume específico (m3 / kg)
  5. 5. 5 ü Entropia Substância troca calor com o meio ambiente ë temperatura aumenta; ✏ ë temperatura diminui; ✏ ë temperatura permanece inalterada (mudança de estado). Q+ calor que entra no sistema. Q- calor que deixa o sistema. ∆∆∆∆S = òòòò dQ / T TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica ü Adota-se a temperatura medida na escala absoluta, de tal forma que o calor seja sempre positivo, independente do sentido das trocas de calor. Se T é positivo calor entropia aumenta calor entropia diminui Estados de uma substância Pura Ex..: água p = 1 atm tv = 100ºC p = 10 atm tv = 179ºC p = 100 atm tv = 309ºC
  6. 6. 6 Para cada pressão, tomando-se como base a temperatura de vaporização, cinco situações diferentes são definidas: (1) Líquido sub- resfriado A água, a p = 1atm, vaporiza a 100ºC. Qualquer temperatura abaixo desta define o estado sub-resfriado, desde que ela permaneça líquida. Ex. .: Água p = 1 atm t = 30ºC (2) Líquido saturado Início da vaporização a uma determinada pressão. Água totalmente no estado líquido, sendo que qualquer quantidade adicional de energia provocará mudança de fase. Ex..: Água p = 1 atm t = 100ºC Líquido + vapor Ex..: Líquido e vapor de água a 1 atm e t = 100ºC Vapor saturado úmido (3) TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  7. 7. 7 (4) Vapor saturado (5) Vapor superaquecido Final da vaporização na mesma pressão em que se iniciou . Ex.: Vapor dágua a 1atm e t = 100ºC. Quando se aquece o vapor saturado acima de sua temperatura de vaporização, sem alterar a sua pressão. Ex.: vapor dágua e 1 atm e t= 120ºC. Primeira lei da Termodinâmica Princípio da conservação de energia: “ A somatória das energias que entram num volume de controle, menos a somatória das energias que saem, é igual à variação de energia que ocorre dentro do volume de controle.” TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  8. 8. 8 Fronteira do VC Volume de Controle (uf - ui) Calor Qe Trabalho We massa me Calor Qs Trabalho Ws massa ms Ee - Es = uf - ui ( ) iiff ss s sssee e eee ss V ssss ee e eeee umum hzg V mWQhzg V mWQ hzgmWQE hzg V mWQE s ×−× =÷ ÷ ø ö ç ç è æ +×+×−−−÷ ÷ ø ö ç ç è æ +×+×++ +×+×++= ÷ ÷ ø ö ç ç è æ +×+×++= 22 2 22 2 2 2 TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  9. 9. 9 Volume de controle aberto em regime permanente Regime permanente: propriedades internas ao VC permanecem inalteradas ao longo do tempo. não há variação da energia interna: uf = ui não há variação da massa: mf = mi mi * (uf - ui) = 0 Qe + We + me x (Ve 2 /2) + g x ze + he = Qs + Ws + ms x (Vs 2 /2 + g x zs + hs) Processos de aquecimento e de resfriamento A variação de energia cinética e da energia potencial são desprezíveis em função da variação da entalpia, do trabalho realizado ou do calor trocado. Ainda, se nenhum trabalho de máquina é realizado W = 0 ( )es hhmQ −×= 5 42 3 1 V esp (m3 / kg) Temperatura TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  10. 10. 10 Entropia aumenta quando um corpo ganha calor e diminui quando ele perde calor. Líquido sub resfriado vapor superaquecido entropia aumenta “ Aumento da entropia representa a evolução da matéria no sentido de um estado mais desorganizado ou de maior liberdade.” Diagrama Temperatura / Volume Específico V (volume m3/kg específico) P = 200 P = 20 P = 2 P = 0,2 T (ºC) tv4 tv3 tv2 tv1 TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  11. 11. 11 Segunda Lei da Termodinâmica ü Primeira lei : não impõe nenhuma restrição quanto ao sentido em que as transformações ocorrem . Ex. : Calor transferido de uma fonte fria para uma fonte quente.Calor provocado pela frenagem de um veículo. Pode voltar para o motor e se transformar em movimento. ü Segunda lei : quando se deseja transportar calor de uma fonte fria para uma fonte quente, em uma máquina cíclica, necessita-se realizar um trabalho (proveniente de uma fonte externa). Ex. : geladeira . Condensador Calor Qcd Calor Qe Evaporador (4) (3) (1) (2) compressor Válvula de Expansão TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  12. 12. 12 ü Válvula de Expansão: líquido saturado ao passar pela VE, sofre uma brusca queda de pressão sofrendo uma vaporização. ü Evaporador: na saída da válvula, dependendo do fluído, a temperatura é inferior à do ambiente, e o fluído indica um processo de troca de calor com o ambiente, retirando calor deste. ü Compressor: o fluido refrigerante, em baixa pressão e temperatura, passa por uma compressão para voltar ao estado inicial e reiniciar o ciclo de refrigeração. ü Condensador: vapor e, alta temperatura, no estado superaquecido . Nesta etapa, o vapor cede calor para o meio externo e, consequentemente, condensa. TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  13. 13. 13 CICLO DE CARNOT a) máquina térmica Reservatório quente Adiabático (Bomba) Turb. T1 → T2 Gerador de vapor isotérmico (Bomba) Turb. T2 → T1 Condensador isotérmico Reservatório frio q q TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  14. 14. 14 Aparelho de Ar CondicionadoAparelho de Ar CondicionadoAparelho de Ar Condicionado
  15. 15. 15 Self-ContainedSelfSelf--ContainedContained
  16. 16. 16 TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica Usina de Piratininga
  17. 17. 17 TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica
  18. 18. 18 TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica Bacia do Alto Tietê

×