TERMODINÂMICA Fundamentos da Termodinâmica Clássica ANÁLISE ENERGÉTICA.
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TERMODINÂMICATERMODINÂMICAFundamentos da Fundamentos da
Termodinâmica ClássicaTermodinâmica Clássica
ANÁLISE ENERGÉTICAANÁLISE ENERGÉTICA
TermodinâmicaTermodinâmica
Adaptado do trabalho do Dr. H.C. Chen
Departamento de Engenharia CivilUniversidade do Texas – A&M
ANÁLISE ENERGÉTICAANÁLISE ENERGÉTICA
TERMODINÂMICATERMODINÂMICA
Tópicos selecionados de
Fundamentals of Engineering Thermodynamics
Michael J. Moran e Howard N. Shapiro1992
ANÁLISE ENERGÉTICAANÁLISE ENERGÉTICALIVRO TEXTOLIVRO TEXTO
Termodinâmica e EnergiaTermodinâmica e Energia
Termodinâmica – a ciência da energiaEnergia – a capacidade de provocar mudanças
Termodinâmica Clássica (macroscópica)
Termodinâmica Estatística
(microscópica)
Mecânica dos Fluidos
Transferência de Calor
TermodinâmicaTermodinâmica
Lei Zero da Termodinâmica -- temperaturaPrimeira Lei da Termodinâmica -- energia
* Conservação da energiaSegunda Lei da Termodinâmica -- entropia
* Energia possui qualidade e quantidadeTerceira Lei da Termodinâmica – entropia absolutaPostulado do Estado – relações entre várias
propriedades termodinâmicas
Transferência de CalorTransferência de Calor
Transferência de energia de um meio quente para um meio frio Sempre da temperatura mais alta para a
mais baixa (Segunda Lei da Termodinâmica)
A transferência de energia termina quando os dois meios atingem a mesma temperatura
Transferência de CalorTransferência de Calor
Calor é a forma de energia que pode ser transferida de um corpo para outro unicamente como resultado da diferença de temperatura
Taxa de transferência de energia (Energia/Tempo)
Transferência de CalorTransferência de CalorTermodinâmica - equilíbrioTransferência de calor – não equilibrio A Termodinâmica trabalha com os estados de equilíbrio e com as
mudanças de um estado de equilíbrio para outro estado de equilíbrio.
A taxa de transferência de calor NÃO PODE ser determinada utilizando somente a análise termodinâmica
Transferência de CalorTransferência de Calor
A diferênça de temperatura é requisito indispensável para que ocorra a transferência de calor
A taxa de transferência de calor depende do gradiente de temperatura
Segunda Lei:A transferência de calor ocorre na direção da diminuição da temperatura
TermodinâmicaTermodinâmica
Termodinâmica – Ciência do Calor do trabalho e das propriedades das substâncias que estão relacionadas com calor e trabalho
TermodinâmicaTermodinâmica
A Termodinâmica é básica em para muitas das disciplinas das engenharias
Elétrica, Mecânica, Civil, Química, Metalúrgica, Agrícola, Oceânica, Hidráulica, Ambiental, Aeroespacial, Petroleo, Nuclear, etc.
Ciências térmicas e de FluidosCiências térmicas e de FluidosTermodinâmica, Transf de Calor e Termodinâmica, Transf de Calor e
TermodinâmicaTermodinâmica
Ciências térmicas e de FluidosCiências térmicas e de FluidosTermodinâmica, Transf de Calor e Termodinâmica, Transf de Calor e
TermodinâmicaTermodinâmica
Aquecedores de água, Chuveiro elétrico ou a gás, aquecimento e ar condicionado, refrigeração, TV, Vídeo,Humidificadores, Sistemas de proteção contra incêndio, etc.
Primeira Lei da Primeira Lei da TermodinâmicaTermodinâmica
A Primeira Lei da Termodinâmica é simplesmente o princípio da conservação da energia.
Esse princípio assegura que a energia é uma propriedade termodinâmica.
Segunda Lei da TermondinâmicaSegunda Lei da Termondinâmica
A Segunda Lei da Termodinâmica assegura que a energia possui qualidade bem como quantidade, e que os processos reais ocorrem na direção da diminuição da qualidade da energia.
SISTEMAS TERMODINÂMICOSSISTEMAS TERMODINÂMICOS
Um sistema é uma região do espaço ou uma quantidade de matéria que queremos estudar.
Sistemas TermodinâmicosSistemas Termodinâmicos
Existem três tipos de Sistemas
1.Fechado
2.Aberto
3.Isolado
Pistão
Peso
Gas
Sistema FechadoSistema Fechado
Fronteira do Sistema
Sistema Sistema fechadofechado
• Sistema (sistema fechado) – MASSA não cruza a fronteira do sistema indicada pela linha tracejada.
• A MASSA está indicada pela área cinza
• A fronteira pode se mover (o pistão pode ir para frente e para traz)
Cruzando a fronteira de um Sistema Cruzando a fronteira de um Sistema FechadoFechadoCruzando a fronteira de um Sistema Cruzando a fronteira de um Sistema FechadoFechadoA ENERGIA pode cruzar a fronteira de um sistema fechado, mas não a MASSA.
Sistema fechado com fronteira móvelSistema fechado com fronteira móvelSistema fechado com fronteira móvelSistema fechado com fronteira móvel
Sistema Aberto – A fronteira geralmente não se move.(pode mover-se).
Massa e energia cruzam a fronteira.
A área de interesse é apenas a região dentro da fronteira (linha tracejada).
Sistema Aberto Sistema Aberto (Volume de controle)(Volume de controle)
Sistema Aberto Sistema Aberto (Volume de controle)(Volume de controle)
Tubo
Superfície de controle
Exemplo de sistema aberto (Volume de Controle).
Trata-se de uma determinada região do espaço que desejamos estudar.
Vo
Sistema IsoladoSistema Isolado
Isolated System Boundary
Mass
System
Surr 2
Surr 3
Surr 4
Mass
Heat
Work
Surr 1
Heat = 0 Work = 0 Mass = 0 Across Isolated Boundary
É um sistema fechado onde nem energia nem massa cruzam a fronteira.
