Resumo Prova Termodinmica

1- Conceitos Introdutrios e Definies

1.1- DEFININDO SISTEMASTERMODINMICA: A Termodinmica est associada ao estudo de formas de energia e como esta pode ser convertida em outras formas de energia e trabalho.SISTEMA: Quantidades fixa de matria sujeita a trocas (de massa, calor e trabalho ) ou seja tudo aquilo que desejamos estudar. E tudo que externo a esse sistema denominado vizinhana. FRONTEIRA ou SUPERFCIE DE CONTROLE: Superfcie real ou imaginria que separa o sistema de sua vizinhana.SISTEMA FECHADO: No troca massa. Troca calor e trabalho. Um tipo especial de Sistema Fechado, que no interage de modo algum com a vizinhana (No troca massa, calor e trabalho) denominado sistema isolado.VOLUME DE CONTROLE: um volume no espao de interesse e que permite calcular entradas e sadas. Sua definio arbitrria e dever ser feita pela convenincia da anlise a ser feita.SELECIONANDO A FRONTEIRA: 1- O que conhecido sobre o sistema, particularmente nas suas fronteiras.2- O objetivo da anlise.1.2- DESCREVENDO SISTEMA E SEUS COMPORTAMENTOSABORDAGEM MACROSCOPICA OU CLASSICA: Preocupada com o comportamento geral ou global.ABORDAGEM MICROSCPICA OU ESTTICA: Preocupada com a estrutura da matria1.3- PROPRIEDADE ESTADA E PROCESSO: Uma propriedade uma caracterstica macroscpica de um sistema, tal como massa volume presso e temperatura. A palavra Estada se refere condio de um sistema como descrito por suas propriedades. Um Processo uma transformao de um estado para o outro. Um sistema est em regime permanente se nenhuma de suas propriedades varia com o tempo.Ciclo termodinmico: Sequncia de processos que comeam e terminam em um mesmo estado. Exemplo: vapor circulando num ciclo de potncia

1.4- PROPIEDADES EXTENSIVAS E INTENSIVAS

EXTENSIVA: Seu valor para o sistema como um todo a soma de seus valores para as partes nas quais o sistema dividido.1. Seu valor para o sistema inteiro a soma dos valores das partes em que o sistema for subdividido.2. Dependem do tamanho e extenso do sistema.3. Seus valores podem variar com o tempo. Exemplo: massa, energia, volume.INTENSIVA: so aquelas que no dependem do tamanho do sistema e podem ser especificadas para qualquer ponto do sistema1. No so aditivas.2. Seus valores no dependem do tamanho e extenso do sistema.3. Podem variar de um lugar para outro dentro do sistema em qualquer momento.

Exemplo: temperatura e presso. 1.5- EQUILBRIO Um sistema est em equilbrio quando todas as suas propriedades so Independentes do tempo e so funo apenas de suas variveis de estado1.6- VOLUME ESPECFICOO volume especifico definido como o inverso da massa especfica,

Numero de Quilomols

Onde m a massa, e M o peso molecular da substancia.Dai o volume por kmol ser dado por:

1.7- PRESSO

Medidas de Presso

Figura 1- ManmetroFigura 2 - Barmetro

1.8- EMPUXOA fora de empuxo age verticalmente para cima e tem magnitude igual ao peso do lquido deslocado ( Princpio de Arquimedes ). Onde o volume do Bloco e a massa especifica do Lquido.

1.9- PRESSO MANOMETRICA OU PRESSO DE VCUO

1.10- TEMPERATURA E A LEI ZERO DA TERMODINMICAQuando dois blocos so colocados em contato eles sofrem interao trmica (Calrica). Quando essa interao termina os blocos entram em Equilbrio trmico. Dai quando dois corpos esto em equilbrio trmico eles tem a mesma temperatura.Lei zero da TermodinmicaQuando dois corpos esto em equilbrio com um terceiro, eles esto em equilbrio entre si.

1.11- ESCALAS DE TEMPERATURAS

2- ENERGIA E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINMICA

2.1- TRABALHO E ENERGIA CINTICA

2.2- ENERGIA POTENCIAL

2.3- CONSERVAO DA ENERGIA MECNICA

2.4- TRABALHO

2.5- POTENCIA

2.6- MODELANDO TRABALHO DE EXPANSO OU COMPRESSO

2.7- OUTROS TIPOS DE TRABALHO :

1- ALONGAMENTO DE UMA BARRA SLIDA

2- ESTIRAMENTO DE UMA PELCULA LQUIDA

2.8- AMPLIANDO NOSSO CONHECIMENTO SOBRE ENERGIA

2.9- TRANSFERNCIA DE ENERGIA POR CALORA taxa de lquida de transferncia de calor , esta relacionado com o fluxo de calor atravs da equao,

Obs.: A palavra adiabtico significa que no h transferncia de calor.

2.10- MODOS DE TRANSFERNCIA DE CALOR1- CONDUO ( Lei de Fourier )

2- CONVECO ( LEI DO RESFRIAMENTO DE NEWTON )

3- RADIAO

2.11- CONTABILIZANDO ENERGIA: BALANO DE ENERGIA PARA SISTEMAS FECHADOS

OU

2.12- BALANO DE ENERGIA PARA UM CICLO

OBS: Temos que num ciclo a variao da energia nula.2.13- EFICIENCIA TERMICA

2.14- CICLOS DE REFRIGERAO

2.15- CICLOS DE BOMBA DE CALOR

3- AVALIANDO PROPRIEDADES

3.1- FASES E SUBSTANCIAS PURAS: Uma fase denominada como uma quantidade de matria totalmente homognea em estrutura qumica e fsica.E a substancia pura aquela cuja composio qumica uniforme e invarivel.3.2- SUPERFICIE P-V-TA partir de conhecimentos experimentais sabe-se que a temperatura e o volume especfico podem ser considerados independentes e a presso determinada com funo desse dois, . O grfico dessa funo uma superfcie p-v-t. As coordenadas de um ponto na superfcie p-v-T representam os valores que a presso, o volume especfico e a temperatura assumem quando a substncia se encontra em equilbrio.No interior das regies monofsicas (slido, Lquido, gasoso) o estado termodinmico determinado por quaisquer duas das seguintes propriedades: presso, volume especfico e temperatura, uma vez que estas so independentes quando existe apenas uma fase presente. Localizadas entre as regies monofsicas esto s seguintes regies bifsicas, onde duas fases coexistem em equilbrio: lquido-vapor, slido-lquido e slido-vapor.No interior destas regies bifsicas, presso e temperatura no so independentes, ou seja, uma no pode ser modificada sem alterao da outra. No interior destas regies, o estado no pode ser determinado somente pela temperatura e presso. Entretanto, o estado pode ser estabelecido pelo volume especfico e outra propriedade: presso ou temperatura. Por fim, trs fases podem coexistir em equilbrio ao longo da linha denominada linha tripla.A regio em formato de sino composta pelos estados bifsicos lquido-vapor chamada de regio de saturao ou domo de vapor. As linhas que definem o contorno da regio de saturao so denominadas linhas de lquido saturado e de vapor saturado. O topo da regio de saturao, onde as linhas de lquido e de vapor saturado se encontram, denominado ponto crtico.

3.3- PROJEES DA SUPERFCIE P-V-T1- Diagrama de Fases

O termo temperatura de saturao denomina a temperatura na qual uma mudana de fase ocorre para uma dada presso, que, por sua vez, denominada presso de saturao para a dada temperatura. Os diagramas de fase mostram que, para cada presso de saturao, existe uma nica temperatura de saturao, e vice-versa. A linha tripla na superfcie p-v-T tridimensional projetada em um nico ponto no diagrama de fases. Esse ponto denominado ponto triplo (Tc da gua 273,16K/0C e Pc 0,006 atm).

2- Diagrama

Observa-se que, para uma temperatura inferior do ponto crtico, a presso se mantm constante ao longo de uma transformao lquido-vapor. Entretanto, para as regies monofsicas de lquido e de vapor, a presso diminui, para uma dada temperatura, medida que o volume especfico aumenta.3- Diagrama

3.4- ESTUDANDO MUDANA DE FASESAs misturas bifsicas de lquido-vapor intermedirias podem ser distinguidas entre si pelo seu ttulo, que uma propriedade intensiva. A razo entre a massa de vapor presente e a massa total do sistema o seu ttulo, . Em forma matemtica, tem-se:

O valor do ttulo varia de zero at a unidade: para estados de lquido saturado, x = 0, e para estados de vapor saturado, x = 1. Muito embora definido como uma razo, o ttulo geralmente expresso em porcentagem.

3.5- OBTENDO PROPRIEDADES TERMODINMICASOBS- A interpolao entre valores adjacentes da tabela necessriaExemplo: Determinemos o volume especfico do vapor dgua para um estado onde p=10bar e T=215C. A Figura 5 mostra um conjunto de dados extrados da Tabela A-4 (Ver tabelas em anexo). Para a presso de 10 bar, a temperatura especificada de 215C se encontra entre os valores tabelados de 200C e 240C, que so mostrados em negrito.

3.6- VOLUME ESPECFICO

3.7- ENERGIA INTERNA ESPECFICA, ENTALPIA

Em diversas anlises termodinmicas, a soma da energia interna com o produto da presso pelo volume se faz presente.

A entalpia pode ser expressa em base mssica (Entalpia especfica) , ficando na forma:

3.8- EQUAO DE ESTADO DE GS IDEAL

Dividindo tudo por n temos a equao para um gs ideal na base molar.

Ou

Dividindo tudo por m temos a equao para um gs ideal na base mssica.

3.9- CALORES ESPECFICOS