Fundamentos

1. Refrigeração
Técnico em Mecânica
Termodinâmica
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2. Definição de Termodinâmica
 É a parte da física que estuda as leis que regem
as relações entre calor, trabalho e outras formas
de energia, mais especificamente a
transformação:
 de um tipo de energia em outra,
 a disponibilidade de energia para a realização de
trabalho e
 a direção das trocas de calor.
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3. Sistema Termodinâmico
 É uma região do espaço ou quantidade de matéria
a ser estudada. Tudo o que faz parte do exterior do
sistema é chamado de ambiente ou vizinhança.
Essas duas regiões são separadas pelo limite do
sistema.
 O sistema pode ser:
 Aberto – Permite fluxo de massa e calor para o
ambiente
 Fechado – Permite fluxo de calor através das fronteiras
 Isolado – Não permite fluxo para a vizinhaça
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5. Definições Termodinâmicos
 Propriedades: São características macroscópicas
de um sistema, como volume, massa,
temperatura, pressão, etc.
 Estado: Pode ser entendido como sendo a
condição em que se encontra a
substância/sistema, sendo caracterizado pelas
suas propriedades.
 Processo: É uma mudança de estado
termodinâmico de um sistema.
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6. Processos Termodinâmicos
 Exemplos de processos (transformações):
 Processo Isobárico – (pressão constante)
 Processo Isotérmico – (temperatura constante)
 Processo Isocórico ou isométrico – (volume
constante)
 Processo Isoentálpico – (entalpia constante)
 Processo Isoentrópico – (entropia constante)
 Processo Adiabático – (sem transferência de calor)
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7. Ciclo termodinâmico
 Quando um sistema (substância), em um dado
estado inicial, passa por certo número de
mudança de estados ou processos e finalmente
retorna ao estado inicial, o sistema executa um
ciclo termodinâmico.
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8. Diagrama P x T
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P1
T1
Sólido

10. 16/08/2022
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T2
P2
Líquido

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P3
T3
Vapor

12. 16/08/2022
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P1
T1
Ponto de saturação
T2
P2

13. 16/08/2022
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P5
T4
Líquido Subresfriado

14. 16/08/2022
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P3
T4
Vapor Superaquecido

15. Definições Básicas
 A pressão e a temperatura do vapor
superaquecido são propriedades
independentes, e neste caso, a temperatura
pode ser aumentada para uma pressão
constante.
 As substâncias que chamamos de gases são
vapores altamente superaquecidos.
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16. Definições Básicas
 Título (x): Quando uma substância se encontra
parte líquida e parte vapor, vapor úmido, a
relação entre a massa de vapor pela massa
total, isto é, massa de líquido mais a massa de
vapor, é chamada título.
 Matematicamente:
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18. 16/08/2022
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P7
T5
P6
Transformação de fase
Isotérmica

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P8
T6
P9

20. Outros Diagramas
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21. Definições Termodinâmicas
 Energia Interna (U): É a da matéria devido ao
movimento e/ou forças intermoleculares.
 Energia cinética interna: Energia devida à
velocidade das moléculas.
 Energia potencial interna: Energia devida às forças
de atração que existem entre as moléculas.
 Entalpia (h): é uma grandeza física que mede a
máxima energia, em um sistema termodinâmico,
na forma de calor.
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ℎ = 𝑈 + 𝑝𝑣

22. Definições Termodinâmicas
 Entropia (s): é uma grandeza termodinâmica
associada à irreversibilidade dos estados de um
sistema físico. É comumente associada ao grau
de “desordem” ou “aleatoriedade” de um
sistema.
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25. Tabelas Termodinâmicas
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26. Leis Termodinâmicas
 Lei Zero – Se dois corpos A e B estão em equilíbrio
térmico com um terceiro corpo C, então A e B
estão em equilíbrio térmico entre si.
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27. Leis Termodinâmicas
 1ª lei – Quando fornecemos calor (Q) ao sistema
uma parte poderá ser usada para realizar
trabalho (W) e outra parte será absorvida pelo
sistema (U), então:
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𝑄 = 𝑊 + ∆𝑈
Obs.: Considerando um sistema qualquer formado por um ou
mais corpos.

28. Leis Termodinâmicas
 2ª lei – Ela tem vários enunciados que são
equivalentes:
 O calor flui espontaneamente de um corpo
quente para um corpo frio. O inverso só ocorre
com a realização de trabalho. (Rudolf Emanuel
Clausius, 1850)
 É impossível, para uma máquina térmica que
opera em ciclos, converter integralmente calor
em trabalho. (lorde Kelvin e Max Planck, 1851)
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Essa lei trata de
algumas
transformação
“proibidas” e que
foram transformada
em lei.

29. Leis Termodinâmicas
 3ª lei – Essa lei trata da impossibilidade de ser
atingido a temperatura de zero absoluto, pois
não é possível transformar integralmente calor
em trabalho, ou seja, não é possível ter uma
máquina térmica com rendimento de 100%.
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𝜂𝑐𝑎𝑟𝑛𝑜𝑡 = 1 −
𝑄𝑓
𝑄𝑞
= 1 −
𝑇𝑓
𝑇𝑞

30. Boa noite!
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