UTFPR – Termodinâmica 1 Avaliando Propriedades Termodinâmicas Princípios de Termodinâmica para Engenharia Capítulo 3 Parte 1

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<ul><li> Slide 1 </li> <li> UTFPR Termodinmica 1 Avaliando Propriedades Termodinmicas Princpios de Termodinmica para Engenharia Captulo 3 Parte 1 </li> <li> Slide 2 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Objetivos Apresentar relaes de propriedades relevantes Termodinmica voltadas para a engenharia; Utilizar as propriedades e relaes apresentadas, no balano de energia para sistemas fechados (Cap. 2). </li> <li> Slide 3 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Definindo Estado EstadoEstado a condio de um sistema descrito pelas suas propriedades; propriedades independentesOs valores de todas as outras propriedades podem ser determinados a partir de algumas propriedades independentes; Princpio dos Estados Equivalentes (ou Correspondentes) duas Sistemas Simples CompressveisO Princpio dos Estados Equivalentes (ou Correspondentes) diz que so necessrias duas propriedades independentes para descrever o estado de Sistemas Simples Compressveis, como gua e misturas no- reativas. </li> <li> Slide 4 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Princpio dos Estados Equivalentes Existe uma propriedade independente para cada forma pela qual a energia de um sistema pode ser variada independentemente; O nmero de propriedades independentes igual a um (devido a interao de calor) mais o nmero de interaes relevantes do sistema devido ao trabalho. </li> <li> Slide 5 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Sistemas Simples Compressveis Sistema onde existe somente uma forma pela qual a energia do sistema pode ser significativamente alterada por trabalho; Como o nome sugere a forma de alterar a energia de sistemas compressveis simples por processos de mudana de volume. </li> <li> Slide 6 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Relao p-v-T A partir de conhecimento experimental, sabe-se que a temperatura e o volume especfico podem ser considerados independentes e a presso como funo destes dois: p= p(T,v); Essa funo gera uma superfcie chamada superfcie p-v-T. </li> <li> Slide 7 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Regio p-v-T Com expanso na solidificao Com contrao na solidificao </li> <li> Slide 8 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Caractersticas na Superfcie p-v-T Regies Monofsicas, onde o estado pode ser determinado por duas das propriedades p-v-T Regies Bifsicas, onde o estado s pode ser determinado por v e uma das propriedades p-T Linha Tripla, onde coexistem as trs fases em equilbrio Regio de Saturao ou Domo de Vapor Linha de Lquido Saturado Linha de Vapor Saturado Ponto Crtico, estado mximo onde pode coexistir, em equilbrio, lquido e vapor </li> <li> Slide 9 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Projees Diagrama de Fases Com expanso na solidificao Com contrao na solidificao Nestes diagramas as linhas representam as regies bifsicas. E cada ponto nestas linhas permitem observar a Temperatura e Presso de Saturao. </li> <li> Slide 10 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Diagrama p-v Percebe-se que: Para TT c : p diminui quando v aumenta; Para T=T c : Ponto de inflexo; </li> <li> Slide 11 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Diagrama T-v </li> <li> Slide 12 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Estados de Lquidos Tendo 1Kg de gua a uma temperatura de 20C e p= 1,014 bar; So estados denominados lquido sub-resfriado, pois est abaixo da temperatura de saturao; Ou lquido comprimido, pois est com presso maior que de saturao. </li> <li> Slide 13 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Mistura Bifsica Lquido Vapor Aquecendo o lquido anterior, mas mantendo a presso constante, alcana-se o ponto de lquido saturado; Aps isso ser verificada mudana de fase temperatura constante, at o momento que todo o lquido vaporiza e alcana-se o ponto de vapor saturado; Durante o processo de mudana de fase as fases de lquido-saturado e vapor- saturado coexistem e suas quantidades so relacionadas pelo ttulo. </li> <li> Slide 14 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Estados de Vapor Tendo 1Kg de gua a uma temperatura de 120C e p= 1,014 bar; So estados denominados Vapor superaquecido, pois est acima da temperatura de saturao; Para estados acima da presso crtica os termos vapor e lquido perdem seu significado. </li> <li> Slide 15 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Fuso e Sublimao Fuso Sublimao Vaporizao </li> <li> Slide 16 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Obtendo Propriedades Termodinmicas Estes dados podem ser obtidos de vrias formas, incluindo tabelas, grficos, equaes e programas de computador; Nossa discusso ficar focada nas propriedades da gua dadas pelas tabelas A-2 a A-6, tambm denominadas tabelas de vapor; As denominaes das tabelas seguem o apndice do livro Princpios de Termodinmica para Engenharia, 4 Edio. </li> <li> Slide 17 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Presso, Volume especfico e Temperatura Como a presso e a temperatura so propriedades independentes nas regies monofsicas de lquido e de vapor; Por isso, com essas duas propriedades possvel encontrar as outras; A Tabela A-4 a tabela de gua como vapor superaquecido; A Tabela A-5 a tabela de gua como lquido comprimido. </li> <li> Slide 18 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Por Exemplo Vapor Superaquecido Para gua em forma de vapor superaquecido a 4 MPa e 600C, tem-se da tabela A-4: T sat =250,40C v=0,09885 m/Kg </li> <li> Slide 19 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Por Exemplo Lquido Comprimido Para gua em forma de lquido comprimido a 5 MPa e 80C, tem-se da tabela A-5: T sat =263,99C v=0,0010268 m/Kg </li> <li> Slide 20 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Por Exemplo Interpolao Linear Para gua em forma de vapor superaquecido a 4 MPa e 1150C, tem-se da tabela A-4: Como na tabela no h esta temperatura temos que interpolar os dados, este mtodo bastante vlido e permite boa preciso; </li> <li> Slide 21 </li> <li> Avaliando Propriedades Termodinmicas Referncias MORAN, Michel J. &amp; SHAPIRO, Howard N. Princpios de termodinmica para engenharia. 4 edio. LTC. 2002. </li> </ul>