30/7/2015 prof. luciano caldeira vilanova 1 termodinÂmica curso superior de tecnologia em...

27/04/23Prof. Luciano Caldeira Vilanova

1

TERMODINÂMICATERMODINÂMICACurso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica

Capítulo 4 – parte 1Avaliando Propriedades


2

ObjetivoObjetivoA aplicação do balanço de energia a um

sistema de interesse requer o conhecimento das propriedades do sistema e de como as propriedades se relacionam. O objetivo deste capítulo é o de apresentar as propriedades relevantes à engenharia termodinâmica.


3

EscopoEscopo Definindo estado Relação p-v-T Obtendo propriedades Relações p-v-T para gases Modelo de gás ideal U, H e cp,v de gases ideais Δu e Δh de gases ideais Processos politrópicos para gases ideais

Definindo o estadoDefinindo o estado

O estado de um sistema fechado em equilíbrio é a sua condição descrita por

suas propriedades termodinâmicas.

Ex: Temperatura, pressão, energia interna, volume específico ...


4

Relação Relação p-v-Tp-v-T


5

• p = p(T,v)• Regiões monofásicas• Regiões bifásicas• Ponto crítico

Relação Relação p-v-Tp-v-TDiagrama de fases


6

• Projeção plano p-T• Temperatura de saturação• Pressão de saturação• Ponto tríplo

Relação Relação p-v-Tp-v-TDiagrama p-v


7

• Linha tripla• Linhas de saturação• Domo de vapor• Ponto crítico• Temperatura crítica• Isotermas

Relação Relação p-v-Tp-v-T


8

• Diagrama T-v

• Isobáricas

Misturas bifásicas líq-vaporMisturas bifásicas líq-vapor


9

Líquido subresfriado líquido saturado + vapor saturado

vapor superaquecido

Título de misturas bifásicasTítulo de misturas bifásicas


10

%+

=vaporlíquido

vapor

mmm

x

x = 1: 100% de vapor saturado

x = 0: 100% de líquido saturado

Pressão, volume específico e Pressão, volume específico e temperaturatemperatura


11

Pressão, volume específico e Pressão, volume específico e temperaturatemperatura

Tabelas de líquido comprimidoTabelas de vapor superaquecidoTabelas de saturação


12

Tabela de vapor superaquecidoTabela de vapor superaquecido


13

Tabela de líquido comprimidoTabela de líquido comprimido


14

Tabela de vapor saturadoTabela de vapor saturado

27/04/23

15


16

Volume específico Volume específico “v”“v”, m, m33/kg/kg

)-(+=+)-1(= fgfgf vvxvxvvxv

O volume específico pode ser obtido das tabelas de propriedades. Para misturas bifásicas líquido/vapor volume específico é obtido por:

Exemplo 1Exemplo 1Considere um sistema constituído de uma

mistura bifásica líq/vapor d’água a 100ºC e um título de 0,9. Qual é o volume específico da mistura?


17

)-(+=+)-1(= fgfgf vvxvxvvxv


18

vf = 1,0435 x 103 m3/kg e vg = 1, 673 m3/kg

673,1.9,0+10×0435,1)9,0-1(= 3v

Exemplo 2Exemplo 2Determinar a pressão da água para cada

estado definido por uma temperatura de 100 ºC e os seguintes volumes específicos:

v1 = 2,434 m3/kgv2 = 1,0 m3/kgv3 = 1,0423 x 10-3 m3/kg


19

Da tabela de vapor saturado Da tabela de vapor saturado para 100ºC:para 100ºC:vf = 1,0435 x10-3 m3/kgvg = 1,673 m3/kg


20

Exemplo 2Exemplo 2v1 > vg, logo é vapor superaquecidov = 2,434 m3/kg então p = 0,70 bar


21

Exemplo 2Exemplo 2vf < v2 < vg, logo é vapor + liquido

saturadosv2 = 1,0 m3/kg então p = psat = 1,014 bar


22

Exemplo 2Exemplo 2v3 < vf , logo líquido comprimidov3 = 1,0423 x 10-3 m3/kg, então p = 25 bar


23

Exemplo 4.1Exemplo 4.1


24



25


26

Energia interna específica, kJEnergia interna específica, kJ

)-(+=+)-1(= fgfgf uuxuxuuxu

A energia interna do sistema pode ser obtida das tabelas de propriedades. Para misturas bifásicas líquido/vapor a energia interna específica é obtida por:


27

Entalpia, kJEntalpia, kJ

)(+=+)1(=+=

+=

fgfgf hhxhxhhxhpvuh

pVUH

É uma propriedade dada pela soma da energia interna e o produto da pressão e o volume do sistema.



28



29

30/7/2015 prof. luciano caldeira vilanova 1 termodinÂmica curso superior de tecnologia em...

Documents