Srie Van Wylen

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www.blucher.com.br

A obra Fundamentos da Termodinmica, em sua oitava edio, reafirma sua importncia como literatura de referncia para o estudo da Termodinmica sob a perspectiva da Engenharia. Sua adoo pelas melhores escolas de engenharia do mundo se deve a sua qualidade e capacidade de renovao.

As caractersticas principais da oitava edio so:

Aplicaes na engenharia, relacionadas ao assunto de cada captulo, que procuram deixar mais clara a importncia da Termodinmica na atividade do engenheiro.

Questes conceituais ao longo do texto, para provocar alguma reflexo e melhorar a assimilao dos conceitos.

Houve uma reorganizao dos captulos e todo o contedo foi revisto e complementado pelos autores. Vale destacar a nfase dada s aplicaes com os fluidos refrigerantes dixido de carbono e R-410a, esse ltimo em substituio ao j abolido R-22.

Esta nova edio, traduzida integralmente da 8a edio americana, traz a totalidade dos captulos e os apndices de fcil consulta: Propriedades Gerais, Propriedades Termodinmicas, Calor Especfico de Gs Ideal, Equaes de Estado e Figuras. Seu contedo, muito bem ilustrado e diagramado, faz com que seja uma obra bastante agradvel de ler da srie Van Wylen.

Srie Van Wylen

TERMODINAMICAFUNDAMENTOS DA

BORGNAKKE SONNTAG

contedo1

Introduo e Comentrios Preliminares

2Propriedades de uma

Substncia Pura

3A Primeira Lei da Termodinmica

e Equao da Energia

4Anlise Energtica para um

Volume de Controle

5A Segunda Lei da Termodinmica

6Entropia

7Segunda Lei da Termodinmica Aplicada a Volumes de Controle

8Exergia

9Sistemas de Potncia e

Refrigerao com Mudana de Fase

10Sistemas de Potncia e

Refrigerao Fluidos de Trabalhos Gasosos

11Mistura de Gases

12Relaes Termodinmicas

13Reaes Qumicas

14Introduo ao Equilbrio de Fases

e ao Equilbrio Qumico

15Escoamento Compressvel

Apndice APropriedades Gerais

Apndice BPropriedades Termodinmicas

Apndice CCalor Especfico de Gs Ideal

Apndice DEquaes de Estado

Apndice EFiguras

Respostas para Problemas

selecionados

ndiceRemissivo

continua

continuao

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1Prefcio

SRIE VAN WYLEN

Fundamentos daTermodinmicaTraduo da 8 edio norte-americana

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2 Fundamentos da Termodinmica

Traduo

Prof. Dr. Roberto de Aguiar Peixoto

Prof. Dr. Marcello Nitz

Prof. Dr. Marco Antonio Soares de Paiva

Prof. Dr. Jos Alberto Domingues Rodrigues

Prof. Dr. Efraim Cekinski

Prof. Dr. Antnio Luiz Pacfico

Prof. Dr. Celso Argachoy

Prof. MSc. Joseph Saab

Prof. MSc. Joo Carlos Coelho

Prof. MSc. Arivaldo Esteves

Prof. MSc. Clayton Barcelos Zabeu

Instituto Mau de Tecnologia IMT

Escola Politcnica da USP

Coordenao e Reviso TcnicaProf. Dr. Roberto de Aguiar Peixoto

Instituto Mau de Tecnologia IMT

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3Prefcio

SRIE VAN WYLEN

Claus BorgnakkeRichard E. Sonntag

University of Michigan

Fundamentos daTermodinmicaTraduo da 8 edio norte-americana

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4 Fundamentos da Termodinmica

Segundo Novo Acordo Ortogrfico, conforme 5. ed. do Vocabulrio Ortogrfico da Lngua Portuguesa, Academia Brasileira de Letras, maro de 2009.

proibida a reproduo total ou parcial por quaisquer meios sem autorizao escrita da editora.

Todos os direitos reservados pela Editora Edgard Blcher Ltda.

Rua Pedroso Alvarenga, 1245, 4- andar04531-012 - So Paulo - SP - BrasilTel.: 55 11 3078-5366contato@blucher.com.brwww.blucher.com.br

ndices para catlogo sistemtico:1. Termodinmica

Borgnakke, Claus Fundamentos da termodinmica / Claus Borgnakke, Richard E. Sonntag; coordenao e traduo de Roberto de Aguiar Peixoto. So Paulo: Blucher, 2013. (Srie Van Wylen)

Traduo da 8 edio norte-americana

ISBN 978-65-212-0792-4

Ttulo original: Fundamentals of Thermodynamics

13-055 CDD 621.4021

FICHA CATALOGRFICA

Ttulo originalFundamentals of Thermodynamics

A 8 edio em lngua inglesa foi publicada por JOHN WILEY & SONS, INC.

copyright 2013 by John Wiley & Sons, Inc.

Fundamentos da Termodinmica

copyright 2013, Editora Edgard Blcher Ltda.

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5Prefcio

Prefcio

Nesta oitava edio, os objetivos bsicos das edies anteriores foram mantidos:

apresentar um tratamento abrangente e rigoroso da termodinmica clssica, mantendo uma perspectiva do ponto de vista da engenharia e, fazendo isso;

preparar a base para subsequentes estudos em reas como mecnica dos fluidos, transferncia de calor e termodinmica estatstica, e, tambm;

preparar o estudante para o uso efetivo da termodinmica na prtica da engenharia.

Nossa apresentao deliberadamente voltada aos estudantes. Novos con-ceitos e definies so apresentados no contexto em que so, em princpio, re-levantes em uma progresso natural. O captulo inicial foi reorganizado com uma breve introduo, seguida pelas primeiras propriedades termodinmicas a serem definidas que so aquelas que podem ser prontamente medidas: presso, volume especfico e temperatura. No Captulo 2, so introduzidas tabelas de propriedades termodinmicas, mas apenas as que so relativas a essas proprie-dades mensurveis. Energia interna e entalpia so apresentadas, relacionadas primeira lei; entropia, segunda lei, e as funes de Helmholtz e Gibbs so apresentadas no captulo sobre relaes termodinmicas. Muitos exemplos ex-trados do mundo real foram includos neste livro para ajudar o aluno a enten-der a termodinmica, e os problemas apresentados ao final de cada captulo foram cuidadosamente sequenciados para que se relacionassem com o assunto, e esto agrupados e identificados dessa forma. Principalmente os primeiros ca-ptulos apresentam um elevado nmero de exemplos, ilustraes e problemas. Em todo o livro so includos resumos ao final de cada captulo, seguidos de um conjunto de problemas de fixao conceitual e estudo que sero de grande valia para os estudantes.

Esta a primeira edio que preparo sem as importantes observaes do meu colega e coautor, o saudoso Professor Richard E. Sonntag, que contribuiu de forma substancial para as verses anteriores deste livro. Eu sou grato pela colaborao e pelas discusses frutferas que tive com meu amigo e colega de

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6 Fundamentos da Termodinmica

confiana, com quem tive o privilgio de trabalhar ao longo das trs ltimas dcadas. O Professor Sonntag compartilhou generosamente o seu vas-to conhecimento e experincia, relacionados com o nosso trabalho mtuo, em edies anteriores deste livro e em diversos projetos de pesquisa, na orientao de estudantes de doutoramento e na execuo de vrias tarefas profissionais no nosso departamento. Em honra s muitas contribuies do meu colega, o Professor Sonntag ainda aparece como um coautor desta edio.

NOVAS CARACTERSTICAS DESTA EDIOReorganizao dos Captulos e RevisesA introduo e os primeiros cinco captulos da s-tima edio foram totalmente reorganizados. Uma introduo mais concisa nos levou descrio, no novo Captulo 1, de alguns conceitos fundamen-tais da fsica, propriedades termodinmicas e uni-dades. No desenvolvimento das ferramentas para a anlise termodinmica, a ordem de apresentao das edies anteriores foi mantida, de modo que o comportamento das substncias puras apresen-tado no Captulo 2, com uma ligeira expanso e separao da descrio dos comportamentos das fases slido, lquido e gs. Novas figuras e explica-es foram adicionadas para mostrar a regio de gs ideal como comportamento limite para vapor com baixa densidade.

A discusso sobre trabalho e calor agora inclu-da no Captulo 3, junto com a equao da energia, para ressaltar que calor e trabalho so termos refe-rentes transferncia de energia, explicando como a energia de uma determinada massa em um local pode ser alterada em decorrncia da transferncia de energia com uma massa em outra localizao. A equao da energia apresentada ini cialmente para um sistema (massa de controle) como um prin cpio bsico, e considerando, para energia em um volume de controle.

alterao no armazenamento de energia = trans-ferncia lquida de energia (entrada sada)

Em seguida, o captulo discute o armazena-mento de energia a partir das vrias energias in-ternas, associadas com a massa e a sua estrutura, para melhor compreender como a energia real-

mente armazenada. Isso tambm ajuda na com-preenso de por que a energia interna e a entalpia podem variar de forma no linear com a tempera-tura, resultando em calores especficos variveis. Energias potencial e cintica macroscpicas so adicionadas energia interna para a contabiliza-o da energia total. A primeira lei da termodin-mica que, muitas vezes, considerada como um sinnimo da equao da energia, mostrada como uma consequncia natural da equao da energia aplicada a um processo cclico. Nesse caso, a apre-sentao atual baseada na fsica moderna, em vez de no desenvolvimento histrico apresentado em edies anteriores.

Aps a discusso sobre o armazenamento de energia, o lado esquerdo da equa