Conceitos Fundamentais

Definições

Propriedades termodinâmicas Estado termodinâmico Processo Ciclo Substância Pura Temperatura de saturação Líquido Saturado Líquido Sub-resfriado Título (x) Vapor Saturado Vapor Superaquecido

Definições

Propriedades termodinâmicas São características macroscópicas de um sistema, como: volume, massa, temperatura, pressão etc.

Estado termodinâmico Pode ser entendido como sendo a condição em que se encontra a substância, sendo caracterizado pelas suas propriedades.

Processo É uma mudança de estado de um sistema. O processo representa qualquer mudança nas propriedades da substância.

Ciclo É um processo, ou mais especificamente uma série de processos, onde o estado inicial e o estado final do sistema (substância) coincidem.

PRECIPIENTE

Líquido

Definições

Substância Pura É qualquer substância que tenha composição química invariável e homogênea. Ela pode existir em mais de uma fase (sólida, líquida e gasosa), mas a sua composição química é a mesma em qualquer das fases

Definições

Estados de uma Substância Pura

Líquido

P

T

Líquido SubresfriadoT < TSAT

Líquido SaturadoT = TSAT

Título x = 0

P

Líquido

Vapor ÚmidoT = TSAT0 < x < 1

LíquidoVapor

P

Vapor Saturado

P

Vapor SaturadoT = TSAT

x = 1

Vapor Superaq.

P

Vapor SuperaquecidoT > TSAT

GásT >>>> TSAT

Gás

P

Líquido

P

T

Líquido SubresfriadoT < TSAT

Líquido

P

LíquidoLíquido

PPP

TT

Líquido SubresfriadoT < TSAT

Líquido SaturadoT = TSAT

Título x = 0

P

Líquido

Líquido SaturadoT = TSAT

Título x = 0

P

Líquido

PP

Líquido

Vapor ÚmidoT = TSAT0 < x < 1

LíquidoVapor

P

Vapor ÚmidoT = TSAT0 < x < 1

LíquidoVapor

P

LíquidoLíquidoVapor

P

VaporVapor

PP

Vapor Saturado

P

Vapor SaturadoT = TSAT

x = 1

Vapor Saturado

P

Vapor Saturado

P

Vapor SaturadoT = TSAT

x = 1

Vapor Superaq.

P

Vapor SuperaquecidoT > TSAT

Vapor Superaq.

P

Vapor Superaq.

P

Vapor SuperaquecidoT > TSAT

GásT >>>> TSAT

Gás

P

GásT >>>> TSAT

Gás

P

Gás

P

Gás

P

Definições

Substância Pura Temperatura de saturação Líquido Saturado Líquido Sub-resfriado Título (x) Vapor Saturado Vapor Superaquecido

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

Energia Interna (u)É a energia que a matéria possui devido ao movimento e/ou forças intermoleculares. Esta forma de energia pode ser decomposta em duas partes:-Energia cinética interna relacionada à velocidade das moléculas;-Energia potencial interna relacionada às forças de atração entre as moléculas.

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

· Entalpia

Entalpia, por vezes referida como entalpia absoluta, é uma grandeza física definida no âmbito da termodinâmica clássica de forma que esta mensure a máxima energia de um sistema termodinâmico teoricamente passível de ser deste removida na forma de calor, isto a pressão constante.

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

· Entalpia

Conforme definida, a entalpia engloba em si não apenas a energia interna do sistema mas também a energia armazenada no conjunto sistema-vizinhança que, absorvida pelo sistema via trabalho realizado pela sobre este em processos termodinâmicos que impliquem a diminuição de seu volume, também integra uma parcela de energia passível de ser extraída na forma de calor a partir do referido sistema.

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

· Entalpia

A entalpia mensura pois a totalidade de energia de alguma forma atrelada ao sistema - incluindo-se nesta não apenas a energia encerrada no sistema como também a energia atrelada ao sistema em virtude das relações que este estabelece com a sua vizinhança.Em acordo com o apresentado, a entalpia absoluta ou simplesmente entalpia, H, define-se por:H = U + PVOnde U representa a energia interna do sistema e PV mensura a quantidade de energia associada ao conjunto sistema-vizinhança devido ao fato do sistema ocupar um volume V quando submetido à pressão constante P, ou seja, o máximo trabalho executável pela vizinhança sobre o sistema.

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

Entropia (s) Esta propriedade termodinâmica representa, segundo alguns autores, uma medida da desordem molecular da substância ou, segundo outros, a medida da probabilidade de ocorrência de um dado estado da substância.

Volume Específico v = V / m

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

Trabalho

TRABALHO (mecânica) – é o produto de uma força pela distancia que esta força percorrer na direção de sua aplicação.

TRABALHO (Física) - grandeza cuja variação infinitesimal é igual ao produto escalar de uma força pelo vetor deslocamento infinitesimal de seu ponto de aplicação;

EXEMPLO

Aplica-se uma força na ponta de uma chave de boca, o torque é sentido no ponto de apoio da chave – centro da cabeça do parafuso. Se considerar o deslocamento feito na extremidade oposta da chave para apertar o parafuso, tenho um trabalho.

Propriedades Termodinâmicas de uma Substância

· Trabalho

Um sistema composto por um cilindro contendo um gás, fechado em uma extremidade e na outra possuindo um embolo deslizante, é adicionado calor aumentando sua temperatura e consequentemente a sua pressão.

O embolo ao deslizar por causa da força gerada pela pressão (P = F / A), mantém o equilíbrio desta e realiza trabalho.

Exemplo:A = área da cabeça do pistão

Equações de Estado

Relação matemática que correlaciona:

Pressão , Temperatura e Volume Específico(Sistema em equilíbrio termodinâmico.)

Equação dos Gases Ideais

Pv RT

Tabelas de Propriedades Termodinâmicas dos Fluidos Frigoríficos

Na região de Líquido + vapor pode-se determinar as propriedades dos fluidos conhecendo-se o título (x), através das seguintes equações:

l v lu u x u u

l v lv v x v v

l v lh h x h h

l v ls s s s s

Tabelas de Propriedades Termodinâmicas dos Fluidos Frigoríficos

Diagramas de MOLLIER para Fluidos Refrigerantes

Temperatura

Pressão

En

talp

ia

Títu

lo

Ent

ropi

a

Volume específico