termodinamica petrobras

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  • Termodinmica

    1

    CURSO DE FORMAO DE OPERADORES DE REFINARIAFSICA APLICADA

    TERMODINMICA

  • 2

    Termodinmica

  • Termodinmica

    3

    CURITIBA2002

    FSICA APLICADA

    TERMODINMICALUIZ FERNANDO FIATTE CARVALHO

    EQUIPE PETROBRAS

    Petrobras / Abastecimento

    UNS: REPAR, REGAP, REPLAN, REFAP, RPBC, RECAP, SIX, REVAP

  • 4

    Termodinmica

    DisciplinaFsica Aplicada

    MduloTermodinmica

    Ficha Tcnica

    UnicenP Centro Universitrio PositivoOriovisto Guimares

    (Reitor)Jos Pio Martins

    (Vice Reitor)Aldir Amadori

    (Pr-Reitor Administrativo)Elisa Dalla-Bona

    (Pr-Reitora Acadmica)Maria Helena da Silveira Maciel

    (Pr-Reitora de Planejamento e AvaliaoInstitucional)

    Luiz Hamilton Berton(Pr-Reitor de Ps-Graduao e Pesquisa)

    Fani Schiffer Dures(Pr-Reitora de Ps-Graduao e Pesquisa)

    Euclides Marchi(Diretor do Ncleo de Cincias Humanas e

    Sociais Aplicadas)Helena Leomir de Souza Bartnik

    (Coordenadora do Curso de Pedagogia)Marcos Jos Tozzi

    (Diretor do Ncleo de Cincias Exatas eTecnologias)

    Antonio Razera Neto(Coordenador do Curso de Desenho Industrial)

    Maurcio Dziedzic(Coordenador do Curso de Engenharia Civil)

    Jlio Csar Nitsch(Coordenador do Curso de Eletrnica)

    Marcos Roberto Rodacoscki(Coordenador do Curso de Engenharia

    Mecnica)Luiz Fernando Fiatte Carvalho

    (Autor)Marcos Cordiolli

    (Coordenador Geral do Projeto)Iran Gaio Junior

    (Coordenao Ilustrao, Fotografia eDiagramao)

    Carina Brbara R. de OliveiraJuliana Claciane dos Santos

    (Coordenao de Elaborao dos MdulosInstrucionais)

    rica Vanessa MartinsIran Gaio Junior

    Josilena Pires da Silveira(Coordenao dos Planos de Aula)

    Luana Priscila Wnsch(Coordenao Kit Aula)

    Carina Brbara R. de OliveiraJuliana Claciane dos Santos(Coordenao Administrativa)

    Claudio Roberto PaitraMarline Meurer Paitra

    (Diagramao)Marcelo Gamaballi Schultz

    Pedro de Helena Arcoverde Carvalho(Ilustrao)

    Cntia Mara R. Oliveira(Reviso Ortogrfica)

    Contatos com a equipe do UnicenP:Centro Universitrio do Positivo UnicenP

    Pr-Reitoria de ExtensoRua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza 5300

    81280-320 Curitiba PRTel.: (41) 317 3093Fax: (41) 317 3982

    Home Page: www.unicenp.bre-mail: mcordiolli@unicenp.bre-mail: extensao@unicenp.br

    Contatos com a Equipe da Repar:Refinaria Presidente Getlio Vargas Repar

    Rodovia do Xisto (BR 476) Km1683700-970 Araucria Paran

    Mario Newton Coelho Reis(Coordenador Geral)

    Tel.: (41) 641 2846 Fax: (41) 643 2717e-mail: marioreis@petrobras.com.br

    Uzias Alves(Coordenador Tcnico)

    Tel.: (41) 641 2301e-mail: uzias@petrobras.com.br

    Dcio Luiz RogalTel.: (41) 641 2295

    e-mail: rogal@petrobras.com.brLedy Aparecida Carvalho Stegg da Silva

    Tel.: (41) 641 2433e-mail: ledyc@petrobras.com.br

    Adair MartinsTel.: (41) 641 2433

    e-mail: adair@petrobras.com.br

  • Termodinmica

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    Apresentao

    com grande prazer que a equipe da Petrobras recebe voc.Para continuarmos buscando excelncia em resultados, dife-

    renciao em servios e competncia tecnolgica, precisamos devoc e de seu perfil empreendedor.

    Este projeto foi realizado pela parceria estabelecida entre oCentro Universitrio Positivo (UnicenP) e a Petrobras, representadapela UN-Repar, buscando a construo dos materiais pedaggicosque auxiliaro os Cursos de Formao de Operadores de Refinaria.Estes materiais mdulos didticos, slides de apresentao, planosde aula, gabaritos de atividades procuram integrar os saberes tc-nico-prticos dos operadores com as teorias; desta forma no po-dem ser tomados como algo pronto e definitivo, mas sim, como umprocesso contnuo e permanente de aprimoramento, caracterizadopela flexibilidade exigida pelo porte e diversidade das unidades daPetrobras.

    Contamos, portanto, com a sua disposio para buscar outrasfontes, colocar questes aos instrutores e turma, enfim, aprofundarseu conhecimento, capacitando-se para sua nova profisso naPetrobras.

    Nome:

    Cidade:

    Estado:

    Unidade:

    Escreva uma frase para acompanh-lo durante todo o mdulo.

  • 6

    Termodinmica

    Sumrio1 CONCEITO FUNDAMENTAL ..................................................................................................... 7

    1.1 Introduo ............................................................................................................................... 71.2 Presso .................................................................................................................................... 71.3 Propriedade, estado, processo e equilbrio .............................................................................. 71.4 O gs ideal ............................................................................................................................... 71.5 Trabalho numa transformao.................................................................................................81.6 Transformao qualquer.......................................................................................................... 91.7 Energia Interna ........................................................................................................................ 9

    2 1. LEI DA TERMODINMICA ................................................................................................. 102.1 Introduo ............................................................................................................................. 102.2 Transformaes Gasosas ....................................................................................................... 10

    2.2.1 Processo Isobrico ....................................................................................................... 102.2.2 Processo Adiabtico..................................................................................................... 102.2.3 Processo Isotrmico ..................................................................................................... 112.2.4 Processo Isomtrico ..................................................................................................... 122.2.5 Processo de Estrangulamento ...................................................................................... 12

    3 A 2. LEI DA TERMODINMICA ............................................................................................ 133.1 Introduo ............................................................................................................................. 133.2 2. lei e suas dedues propiciam meios para: ...................................................................... 13

    4 MQUINA TRMICA ................................................................................................................ 154.1 Introduo ............................................................................................................................. 154.2 Ciclo de Carnot ..................................................................................................................... 154.3 O vapor e a termodinmica ...................................................................................................164.4 Processo de vaporizao ....................................................................................................... 174.5 Diagrama de Mollier ............................................................................................................. 184.6 Tabelas de vapor .................................................................................................................... 18

    5 CICLO TRMICO ....................................................................................................................... 195.1 Introduo ............................................................................................................................. 195.2 Ciclo de Rankine ................................................................................................................... 19

    5.2.1 Ciclo com reaquecimento ............................................................................................ 205.2.2 Ciclo regenerativo ........................................................................................................21

    5.3 Ciclo real ............................................................................................................................... 235.4 Afastamento dos ciclos em relao aos ciclos ideais ............................................................ 23

    6 APLICAES TERMODINMICAS MAIS USUAIS EM SISTEMAS TRMICOS ............. 246.1 Caldeira ................................................................................................................................. 24

    6.1.1 Determinao das entalpias nos diversos pontos ......................................................... 246.2 Turbina .................................................................................................................................. 24

    6.2.1 Determinao das entalpias nos diversos pontos ......................................................... 256.3 Vaso de Purga contnua ......................................................................................................... 256.4 Redutora de presso .............................................................................................................. 26

    LEITURA COMPLEMENTAR A mquina a vapor: um novo mundo, uma nova cincia ...... 26

    EXERCCIOS............................................................................................................................... 27

  • Termodinmica

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    1Conceitofundamental1.1 Introduo

    A termodinmica a part