Recomendados
Mais conteúdo relacionado
Semelhante a REVISÃO DE TERMODINAMICA APLICADA II.pdf
Semelhante a REVISÃO DE TERMODINAMICA APLICADA II.pdf (20)
Último
Último (8)
REVISÃO DE TERMODINAMICA APLICADA II.pdf
- 1. Sistemas Térmicos Termodinâmica 18 É a área da termologia que analisa os processos de troca de calor, observando as variações da temperatura, da pressão e do volume e como elas interferem nos sistemas físicos. ... De acordo com essas leis, é possível transferir energia de um sistema para outro na forma de calor ou de trabalho. Definição usual Definição correta A termodinâmica é uma área da Física que estuda as transferências de massa e energia. Busca compreender as relações entre calor, energia e trabalho, analisando quantidades de calor trocadas e os trabalhos realizados em um processo físico. A ciência termodinâmica foi inicialmente desenvolvida por pesquisadores que buscavam uma forma de aprimorar as máquinas, no período da Revolução Industrial, melhorando sua eficiência.
- 2. Sistemas Térmicos 19 Sistemas e Volumes de Trabalho Um sistema é definido por uma quantidade de matéria ou região no espaço, o que está fora de sistema é a vizinhança ou o meio. A superfície real ou imaginária que separa o sistema pode ser fixa ou móvel e é chamada de fronteira Sistema Fechado: Ocorre quando um sistema tem uma quantidade fixa de massa que não pode ultrapassar a fronteira Sistema Aberto: É uma região do espaço que consiste num volume de trabalho. Sistema Isolado - Dizemos que um sistema termodinâmico é isolado quando não existe qualquer interação entre o sistema termodinâmico e a sua vizinhança. (ou seja, através das fronteiras não ocorre fluxo de calor, massa, trabalho etc. )
- 3. Sistemas Térmicos 20 Calor (Q) Calor (Q) é a energia que flui entre um sistema e a sua vizinhança devido a uma diferença de temperatura entre eles. No SI a unidade de calor é o J (Joule) Calor não é uma propriedade intrínseca de um sistema, possuindo significado apenas quando passa através da fronteira do sistema A primeira lei da Termodinâmica corresponde, na verdade, ao princípio da conservação da energia. Assim, o calor fornecido ou retirado (Q) de um sistema resultará na realização de trabalho (δ) e na variação da energia interna do sistema (∆U). Q = δ + ∆U Q Q
- 4. Sistemas Térmicos Trabalho (W) O trabalho (W), também não é uma propriedade intrínseca do sistema e é observado somente nas fronteiras do sistema, assim como o calor, representa energia atravessando a fronteira do sistema. Assim se a energia que cruza o sistema não for calor, ela deve ser trabalho. A unidade de trabalho no SI também é o J . Expansão de um gás Compressão de um gás Vf Vi Deslocamento do pistão Área do pistão F Vf Vi F Deslocamento do pistão Vf > Vi então W >0 Vf < Vi, então W<0
- 5. Sistemas Térmicos 22 Equacionamento matemático Mas o sistema pode ir do estado i para o f, por vários caminhos, então o trabalho depende do caminho • Um gás contido num recipiente indeformável com um êmbolo é aquecido. Como as moléculas estarão mais agitadas, ocorrerá a expansão do gás. W = P x ΔV • W = T = trabalho – J • Q = quantidade de calor – J • Δ U = Energia interna - J • p = pressão = N/m² = Pa • ΔV = variação do volume – m³ • 1 atm = 10^5 Pa
- 6. Sistemas Térmicos 23 Calor, Trabalho e Energia Interna Q = τ (W) + Δ U Atenção Q = Qe – Qs W (-)= Recebe energia W (+)= Fornece Energia Δ U = U2-U1
- 9. Sistemas Térmicos Gases Perfeitos Gases com massa específica baixa podem ser tomados como gases ideais ou perfeitos ( não interação molecular) Nessas condições o comportamento p-n-T pode ser descrito pela equação de Clapeyron: Onde R =8,3145kJ/kmolK p em Pa T em K V em m3 Podemos reescrever a equação de estado dos gases ideais: Onde R pode ser encontrado em tabelas, para várias substâncias.
- 10. Sistemas Térmicos Exemplos práticos PRESSÃO x VOLUME 27
- 11. Sistemas Térmicos Exemplos práticos PRESSÃO x TEMPERATURA Pelo gráfico ao lado vemos que é possível controlar a temperatura através da pressão. https://phet.colorado.edu/sims/html/states-of-matter-basics/latest/states-of-matter-basics_pt_BR.html https://phet.colorado.edu/pt_BR/ 28
- 15. Sistemas Térmicos Conceitos Mudança de estado físico através da PRESSÃO 32 https://www.youtube.com/watch?v=kCHOe5cEaAw
- 16. Sistemas Térmicos Exemplo 33 À que temperatura se deveria elevar certa quantidade de um gás ideal, inicialmente a 300 K, para que tanto a pressão como o volume se duplicassem? Um gás ideal ocupa um volume de 20 l, quando passa a ser submetido a uma pressão de 3 atm, de modo que sua temperatura permanece constante, enquanto o seu volume é triplicado. Calcule a pressão final desse gás depois de ter passado por essa transformação