ENGENHARIA MECÂNICA (ÊNFASE EM MECATRÔNICA)

ATIVIDADE 01

Professor: Otávio de Avelar Esteves Disciplina: Termodinâmica Clássica

Nomes: Guilherme Vasconcelos de Oliveira Turma: Virtual (EAD)

Márcio Prado

Saimon Lúcio Vieira Neris

Thiago Pinheiro Latorre

Belo Horizonte, 27 de Agosto de 2008

Seção 1.1 O que é Termodinâmica.

  1. A termodinâmica é um ramo da física e da engenharia que estuda o comportamento físico e químico da matéria.

  2. Exemplos que conhecemos sistema de refrigeração em um shopping, sistemas de propulsão para aeronaves, sistema de combustão.

  3. Aplicação biomédica, sistema de apoio à vida, órgãos artificiais.

Seção 1.2 Sistema e Volume de Controle.

  1. É certa quantidade de matéria isolada, onde não ocorre fluxo de massa.

  2. Vizinhança de um sistema é tudo que é externo ao sistema, porém não tão distante.

  3. Troca de calor e massa.

  4. Sistema é onde não ocorre o fluxo de massa, já no volume de controle já ocorre fluxo de massa.

Seção 1.3 Variáveis de Estado

  1. Estado seria como um fluido estaria no sistema, exemplo: água no estado líquido dentro de um sistema.

  2. Variável de estado seria o fluido em determinada parte do sistema mudaria sei estado, como exemplo, água em um sistema fechado entra em uma válvula como líquido saturado e sai como líquido comprimido.

  3. Extensivos – Seus valores são independentes do tamanho ou da extensão de um sistema e podem variar de local no interior de um sistema em qualquer momento.

  4. Extensivos dependem da massa, já os Intensivos independe da massa.

  5. Seriam sistemas sem que a matéria estivesse toda sólida, toda líquida, ou toda em vapor.

  6. Extensivos, porque o volume será o mesmo, mas a massa irá variar.

  7. Seria só uma fase do fluido sendo que para fins de cálculo seria mais fácil.

  8. Sim, as propriedades extensivas ficam escritas com letras maiúsculas e as intensivas minúsculas.

  9. Entalpia, entropia, energia cinética e energia potencial.

Seção 1.4 A Abordagem da Termodinâmica Clássica.

  1. Evitar a precipitação, dividir cada dificuldade em quantas parcelas fossem possíveis para resolver e conduzir de forma simples sem pular etapas.

  2. A energia do corpo, ex: cinética e potencial.

  3. O estado seria gasoso com as moléculas gerando e movimentando-se aleatoriamente, como conseqüência entrando em choque uma com a outra.

  4. Uma alternativa seria mudar o estado das moléculas transformando-as de gasoso em líquido.

  5. A dificuldade da alternativa citada no exercício anterior, seria conseguir um tanque para depositar o líquido, mas seria válido, pois com isso, as moléculas ficariam mais perto umas das outras limitando o choque entre elas.

  6. No botijão de gás acontece uma variação parecida, no qual o líquido dentro do recipiente se transforma em gás assim que acionada no fogão.

Seção 1.5 Unidades e o Conceito de Mol.

  1. São as unidades de: metro (m), quilograma (kg) e segundo (s).

  2. Newton (N).

  3. Quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 quilogramas de carbono 12. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons ou outras partículas, bem como agrupamentos especificados de tais partículas.

  4. Um mol é equivalente a 6,32 x 10²³ átomos.

Seção 1.6 Valor Específico de uma Variável de Estado

  1. Seria o valor como o inverso da massa especifica.

  2. Aplicam-se as intensivas.

  3. Intensiva, podendo variar de ponto dentro do sistema.

  4. Seria o valor médio das propriedades intensivas especificas do sistema, como por exemplo, o volume específico.

  5. Seria o limite tendendo da maior media volume e massa, para a menor da massa, sobre a maior medida.

  6. Sendo p=lim (m/v), com v’ o menor volume no qual existe um valor definido para essa razão.

  7. Em um ponto qualquer do sistema, é o valor especifico molar médio em um elemento de volume fisicamente infinitesimal que inclua o ponto dado.

  8. Sendo dV o volume de um elemento de volume infinitesimal, de massa dm, o volume específico v em um ponto interior ao elemento será v=dV/dm, então o volume fisicamente infinitesimal, incluindo o ponto p = dm/dV = 1/v.

Seção 1.7 Pressão

  1. É a relação força exercida pela área da seção.

  2. P = Sendo F = força e A = área.

  3. O volume irá diminuir na seção, com isso a pressão irá aumentar, fazendo força nas paredes.

  4. Seria P= lim AA’ (F/A), onde A’ é igual à área no ponto no qual estaremos calculando. Se a área A’ (área menor) estiver associada em novas direções de rotação, concluímos que a pressão no ponto seria a mesma em todas as direções desde que o fluido esteja em repouso.

  5. No sistema internacional é pascal, mas também são usadas KPa, bar, MPa e atm.

  6. Pressão absoluta é igual à pressão manométrica + pressão atmosférica.

Pressão manométrica é igual à pressão absoluta – a pressão atmosférica.

Pressão efetiva é igual a pressão atmosférica – a pressão absoluta.

Seção 1.8 Equilíbrio

  1. É quando todas as mudanças em propriedades acorrem, a interação termina, então há equilíbrio, com isso no sistema estudado uma propriedade física que determina o equilíbrio entre eles.

  2. Quer dizer que as propriedades químicas estão de tal modo que se compensam.

  3. Quer dizer que o ciclo termodinâmico esta sendo auto suficiente.

Seção 1.9 Processos

  1. É o que sofre a matéria, no caso, com interação na temperatura, pressão e outras propriedades, deixando sempre uma parte constante. As propriedades do sistema estariam se alterando.

  2. Isovolumétricos são processos nos qual o volume permanece constante. Isotérmicos são processos nos qual a temperatura é constante. Isobáricos são processos no qual a pressão se mantém constante. Adinâmicos são processos estáticos. Adiabáticos são processos nos quais não ocorre nenhuma interação térmica com a vizinhança.

  3. É um processo no qual sempre em determinado tempo acontece a mesma transformação. Ex: um líquido sofre um processo isobárico depois um isovolumétrico e fechando o ciclo sofre outro isobárico.

  4. A viabilidade seria para que seu sistema sempre precise do mesmo processo como exemplo um processo adiabático no qual ele não perderia nada a a vizinhança.

  5. É aquele no qual o desvio de equilíbrio termodinâmico é no maximo infinitesimal.

  6. Porque modelos de termodinâmica simples fornecem informação qualitativa sobre o comportamento de sistemas, mas podem ser desenvolvidos usando o conceito de quase estático.

  7. Porque seria útil na dedução das relações que existem entre suas propriedades.

Seção 1.10 Conceito de Temperatura

    1. Seria quando a temperatura muda, outras propriedades também mudam menos em processos isotérmicos.

    2. Sim. O calor.

    3. Dependendo do tamanho desses objetos, um poderia anular o outro. Se for do mesmo tamanho provavelmente o processo que transferisse calor mais rápido venceria.

    4. Quando as propriedades térmicas se cessam.

Seção 1.11 Lei Zero da Termodinâmica

A lei zero da termodinâmica é quando dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si.

  1. Porque o termômetro é o terceiro corpo que verificará se os corpos estarão em equilíbrio térmico.

Seção 1.12 Termômetros

  1. As escalas de temperatura são definidas por um valor numérico associado a um ponto fixo padrão. Em função de acordos internacionais este ponto fixo padrão é facilmente reproduzível pelo ponto triplo da água: no estado de equilíbrio entre vapor, líquido e gelo.

  2. Na escala Celsius quando a medida é zero quer dizer que o fluido está com uma temperatura bem baixa tendendo para negativa.

  3. Seria a escala Kelvin no qual o termômetro fornece uma definição continua de temperatura valida em todos os intervalos de temperatura.

  4. Usando de Celsius para Kelvin através da formula T(°C) = T(K) – 273,15, a diferença de Kevin para Celsius é 273,15.

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