Tpicos de Termodinmica

Tpicos de TermodinmicaProf. RicardoSistema: Quantidade de matria ou regio do espao fixa ou mvel, sobre a qual vamos fixar a nossa ateno para estudo.Meio: o que resta do universo excluindo-se o sistema.Fronteira: Superfcie real ou imaginria, fixa ou mvel, que separa o sistema do meio.Estado: a condio em que se encontra o sistema, definido pelas suas propriedades.Definies importantesPropriedades: So grandezas direta ou indiretamente mensurveis que definem a condio em que se encontra o sistema. Podem ser de dois tipos:Propriedades extensivas:So aquelas que dependem da massa do sistema.Ex. massa, volume, energia cintica, etc.Propriedades intensivas:So aquelas que no dependem da massa do sistema.Ex. temperatura, presso, todas as propriedades extensivas por unidade de massa.Processo: a maneira pela qual o sistema muda de estado.Processos tpicos: isotrmico (temperatura constante)isocrico (volume constante)isobrico (presso constante)adiabtico (sem trocas de calor)isoentrpico (entropia constante)reversvel (pode ser invertido perfeitamente sem deixar vestgios no meio)Equao de estado (gs perfeito): como o prprio nome diz, uma equao que representa um estado do sistema, sendo uma relao entre as propriedades de estado, a saber , presso, volume e temperatura (p, V e T).

Trabalho: Forma de energia em trnsito, que o produto da projeo da fora sobre o deslocamento, pelo prprio deslocamento.Conveno de sinais - sistema sobre o meio = W > 0meio sobre o sistema = W < 0TrabalhoForma de energia em trnsito, que ocorre devido a uma diferena de temperatura.Conveno de sinais - sistema para o meio = Q < 0meio para o sistema = Q > 0Calor uma propriedade atribuda ao sistema, constituda por:Energia Total

A variao da Energia interna U de um sistema expressa por meio da diferena entre a quantidade de calor Q trocada com o meio ambiente e o trabalho W realizado durante a transformao.1 Lei da Termodinmica

As partculas de um sistema tm vrios tipos de energia, e a soma de todas elas o que chamamosEnergia interna de um sistema.Para que este somatrio seja calculado, so consideradas as energias cinticas de agitao , potencial de agregao, de ligao e nuclear entre as partculas.Nem todas estas energias consideradas so trmicas. Ao ser fornecida a um corpo energia trmica, provoca-se uma variao na energia interna deste corpo. Esta variao no que se baseiam os princpios da termodinmica.

Energia Interna

Trabalho no diagrama PxV

Calor no Diagrama TxS

Para que um sistema, que realize um ciclo, produza trabalho til, h necessidade de que o sistema troque calor com duas fontes, sendo uma quente e outra fria.2 Lei da Termodinmica

Ciclos Reais

Ciclos Ideais

Ciclo Otto Padro-Ar

0-1 Admisso1-2 Compresso Adiabtica2-3 Transformao isovolumtrica3-4 Expanso Adiabtica4-1 Expanso Isocrica

Ciclo Diesel Padro-ar

Potncia do Ciclo (Nc)

Conceitos Ligados aos Ciclos

A razo de compresso de um motor ciclo Otto de 9,5. O ar admitido a 100KPa, 17C e 600 cm. A temperatura do processo no final da expanso isoentrpica de 800 K. Utilizando os calores especficos, a temperatura ambiente, determine:a) A maior temperatura e presso no ciclob) a quantidade de calor transferidoc) o rendimento trmicod) a presso mdia efetivaExercico 01

Um motor ciclo Diesel ideal opera com uma taxa de compresso de 20 utilizando ar como fluido de trabalho. O estado do ar no comeo da compresso de 95 Kpa e 20C. Se a mxima temperatura do ciclo no deve exceder 2200 K, determine :A) a eficincia trmicaB) a presso mdia efetivaConsidere que as propriedades so constantes a temperatura ambiente.Exerccio 02