Termodinamica

Termodinamica

(Parte 1 de 3)

Definição:a termodinâmica estuda as relações entre calor e trabalho e as propriedades das substâncias que interagem nestas relações

Te rmodinâmica Te rmodinâmica Te rmodinâmica

Volume de Controle

Região do espaço limitada por uma superfície (real ou imaginária), pela qual passa energia na forma de calor e trabalho.

Trabalho transferido para dentro ou para fora do volume de controle por meio de um eixo

Tr aba lho 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.

Gás Compressão

Trabalho

Fronteira móvel

Gás

Trabalho

Expansão

Te rmodinâmica Te rmodinâmica Te rmodinâmica

Calor

Forma de energia que se transfere entre dois pontos, devido a uma diferença de temperatura entre eles.

Pro pried ade s Te r modin â mica s

a) Massa Específica (ρ)ρ= m / V , [kg / m
b) Pressão (P)P = dF / dA , [N / m

te rmo dinâmi ca pressão absoluta obs.: 1 atm = 10 5 Pa.

c) Temp era tura (T)

Indica o potencial de troca de calor de um corpo. Obs.: Tk = TºC + 273 d) Calo r Esp ecífic o( c ) Propriedade do fluido que mede a energia necessária para elevar de 1 K a temperatura de uma massa unitária de uma substância.

c p calor específico a pressão constante (kcal / kg ºC)

Te rmodinâmica Te rmodinâmica Te rmodinâmica

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 .

Princípio da Conservação de Energia:

m*c*( t -t o m: massa (kg) c: calor específico (kcal / kg ºC) t -t o : temperatura (ºC)

Para t o

= 0e c = 1kcal /KgºC u = c*t

= 0 →uo

“ A energia interna da água no estado líquido é numericamente igual a sua temperatura, na escala Celsiu s”.

Quando um gás é comprimido, o trabalho utilizado provoca um aumento na energia interna de uma quantidade igual a sua energia.

W = m*( u -u o )

Te rmodinâmica Te rmodinâmica Te rmodinâmica

Entalpia

Soma das energias internas e de pressão em unidade de energia / unidade de massa.

V: volume específico (m 3 / kg)

Entropia Substância troca calor com o meio ambiente te mper atur a aum enta; ✏ te mper atur a d iminui;

✏ temperatura permanece inalterada (mudança de estado).

Q+calor que entra no sistema.

Q-calor que deixa o sistema.

Te rmodinâmica Te rmodinâmica Te rmodinâmica

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 positivocalorentropia aumenta
calorentropia diminui
Ex..: água p = 1 atmt

Estados de uma substância Pura v = 100ºC

p = 10 atmt

v = 179ºC

p = 100 atmt

v = 309ºC

Para cada pressão, tomando-se como base a temperatura de vaporização, cinco situações diferentes são definidas:

Líquido subresfriado

Ex. .:Águap= 1 atmt= 30ºC

A água, a p = 1atm, vaporiza a 100ºC. Qualquer temperatura abaixo desta define o estado sub-resfriado, desde que ela permaneça líquida.

Líquido saturado

Ex..:Águap= 1 atm t= 100ºC

Início da vaporização a uma determinada pressão. Água totalmente no estado líquido, sendo que qualquer quantidade adicional de energia provocará mudança de fase.

Líquido + vapor

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