conceitos fundamentais

TERMODINMICA

Prof. Marcos Fbio de Jesus

Conceitos Fundamentais

Termodinmica

Estudo do calor, trabalho e das propriedades relacionadas a essas

grandezas (SONNTAG, 2001).


Abordagens Macroscpica e Microscpica

Teoria Cintica e Mecnica Estatsticas

Abordagem Microscpica

Abordagem Macroscpica

Preocupa-se com o efeito total ou mdio do conjunto de molculas

constituintes do sistema. Alm desses efeitos serem perceptveis

aos nossos sentidos.


Sistema Termodinmico

SISTEMA

VIZINHANAQuantidade de matriaque est em estudo.

superfcie de controle

Tudo aquilo externo superfcie de controle


Superfcie de Controle

Separa o sistema em estudo da vizinhana (meio). Pode ser

classificada em:

Mvel ou Estacionria Aberta / Fechada

Adiabtico / Diatrmico

Produo de Trabalho Transferncia de Massa

Transferncia de Calor


Superfcie de Controle

Gs

Peso

Vizinhana

mbolo

Fronteira do Sistema

oP g

Turbina

Volume de controle


Estado e Propriedades de uma Substncia

EstadoDefinido pela observao de propriedades macroscpicas.

Propriedade

Quantidade que depende do estado do sistema e independente docaminho pelo qual o sistema chegou ao estado considerado.

Ex.: P, T, V, u, etc.


Estado e Propriedades de uma Substncia

No depende da massa dosistema em estudo.

Ex.: T, P, propriedades especficaspor unidade de massa, etc.

Propriedades Intensivas: Propriedades Extensivas:

Depende da massa dosistema em estudo.

Ex.: V, U, H, propriedades totais, etc.


Processo e Ciclo

O caminho definido pela sucesso de estados atravs dos quais osistema percorre.

Processo

Mudana de Estado:Ocorre quando pelo menos uma das propriedades do sistema

alterada.

PROCESSOGs

Peso

1Gs

Peso

2


Processo ideal e Processo Quase-Esttico

aquele em que o desvio do equilbrio termodinmico infinitesimal etodos os estados pelos quais o sistema passa durante o processo podem serconsiderados como estados de equilbrio.

Processo ISOtrmico

Processo ocorre aTEMPERATURAconstante.

Processo ISObrico

Processo ocorre aPRESSO constante.

Processo ISOcrico

Processo ocorre aVOLUME constante.


Ciclo

Quando uma seqncia de mudanas de estado ocorrem e o sistemaretorna ao estado inicial, diz-se que o sistema executou um CICLO.

1

2

P

v


Presso

Quando trabalhamos com lquidos e gases, a presso passa ser uma varivel

importante, entretanto, quando lidamos com os slidos a tenso passa ser

representativa.

Presso de um fluido em repouso igual em todas as direes, e definimos

com sendo a componente normal da fora por unidade de rea.

( )2F NP PaA m =


Presso

Zero Absoluto (vcuo absoluto)

Presso atmosfrica local

Presso atmosfrica normal

Presso efetiva negativa(suco vcuo)

Pressoefetiva

101,325kPa

2

1Leitura dobarmetro

abs bar manP P P= +


Manmetro de Bourdon Barmetros


Temperatura


Lei ZERO da Termodinmica

Quando dois corpos tm igualdade de temperatura com um terceiro corpo,

eles tero igualdade de temperatura entre si.

No deriva de nenhuma outra formulao ou Lei.

Constitui base para medio de temperatura.


Sistema Internacional x Sistema Ingls

Sistema de Unidades


Exerccios

(2.13, 6Edio): Um manmetro indica que a diferena de presso numescoamento igual a 1m de coluna de mercrio. Determine o valor deP em kPa.

(2.18, 6 Edio): Um tornado arrancou um teto horizontal de um galpo. A rea e opeso do teto so, respectivamente, iguais a 100m2 e 1000kg. Qual a pressomnima necessria (vcuo) para que isso ocorra? Admita que o teto estavasimplesmente apoiado.

R.: 133,2kPa

R.: 0,098kPa

(2.21, 6 Edio): A massa especfica da gua lquida pode ser aproximada por = 1008 T/2 [kg/m3] onde T a temperatura em oC. Determine o aumenta daespessura da lmina dgua, que originalmente apresenta espessura de 1m, se a

temperatura da gua aumentar 10oC.R.: 0,0049m


Exerccios

(2.22, 6 Edio): Converta a equao para a massa especfica da aguada questo2.21 para que ela opere com a temperatura expressa em Kelvin.

(2.23, 6 Edio): Um cilindro de ao, com massa igual a 2 kg, contm 4L de gualquida a 25oC e 200kPa. Determine a massa total e o volume do sistema. Faa umalista que apresente duas propriedades extensivas e trs propriedades intensivas dagua no estado fornecido.

R.: 1144,6 T/2

m = 5,988kg ; V = 4,26L; PI: Presso, Temperatura e Massa Especfica. PE:Massa e Volume.

(2.25 , 6 Edio): Um kgf o peso de kg no campo gravitacional padro. Qual oequivalente de 1kgf em N?

R.: 9,8N


Exerccios

(2.57 , 6 Edio): Um cilindro que apresenta rea de seo transversal Acontm gua lquida, com massa especfica , at a altura H. O cilindroapresenta um pisto inferior que pode ser movido pela ao do ar comprimido (verilustrao). Deduza a equao para a presso do ar em funo de h

H

h

Ar


Exerccios

( 2.73 , 6 Edio): O conjunto cilindro pisto mostrado na ilustrao abaixo estoconectados por uma tubulao. Os conjuntos A e B contm um gs e as reas dassees transversais so respectivamente iguais a 75 e 25cm2. A massa do pisto doconjunto A igual a 25kg, a presso ambiente igual a 100kPa e o valor daacelerao da gravidade o normal. Calcule, nestas condies, a massa do pisto doconjunto B de modo que nenhum dos pistes fique apoiado nas superfcies inferioresdos cilindros.

BA

R.: 8,33kg

Nmero do slide 1Nmero do slide 2Nmero do slide 3Nmero do slide 4Nmero do slide 5Nmero do slide 6Nmero do slide 7Nmero do slide 8Nmero do slide 9Nmero do slide 10Nmero do slide 11Nmero do slide 12Nmero do slide 13Nmero do slide 14Nmero do slide 15Nmero do slide 16Nmero do slide 17Nmero do slide 18Nmero do slide 19Nmero do slide 20Nmero do slide 21

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