Fundamentos da Termodinâmica Clássica

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1 Fundamentos da Termodinâmica Clássica
ANÁLISE ENERGÉTICA TERMODINÂMICA Fundamentos da Termodinâmica Clássica

2 Termodinâmica ANÁLISE ENERGÉTICA Adaptado do trabalho do Dr. H.C. Chen
Departamento de Engenharia Civil Universidade do Texas – A&M

3 ANÁLISE ENERGÉTICA LIVRO TEXTO
TERMODINÂMICA Tópicos selecionados de Fundamentals of Engineering Thermodynamics Michael J. Moran e Howard N. Shapiro 1992

4 Termodinâmica e Energia
Termodinâmica – a ciência da energia Energia – a capacidade de provocar mudanças Termodinâmica Clássica (macroscópica) Mecânica dos Fluidos Termodinâmica Estatística (microscópica) Transferência de Calor

5 Termodinâmica Lei Zero da Termodinâmica -- temperatura
Primeira Lei da Termodinâmica -- energia * Conservação da energia Segunda Lei da Termodinâmica -- entropia * Energia possui qualidade e quantidade Terceira Lei da Termodinâmica – entropia absoluta Postulado do Estado – relações entre várias propriedades termodinâmicas

6 Transferência de Calor
Transferência de energia de um meio quente para um meio frio Sempre da temperatura mais alta para a mais baixa (Segunda Lei da Termodinâmica) A transferência de energia termina quando os dois meios atingem a mesma temperatura

7 Transferência de Calor
Calor é a forma de energia que pode ser transferida de um corpo para outro unicamente como resultado da diferença de temperatura Taxa de transferência de energia (Energia/Tempo)

8 Transferência de Calor
Termodinâmica - equilíbrio Transferência de calor – não equilibrio A Termodinâmica trabalha com os estados de equilíbrio e com as mudanças de um estado de equilíbrio para outro estado de equilíbrio. A taxa de transferência de calor NÃO PODE ser determinada utilizando somente a análise termodinâmica

9 Transferência de Calor
A diferênça de temperatura é requisito indispensável para que ocorra a transferência de calor A taxa de transferência de calor depende do gradiente de temperatura Segunda Lei:A transferência de calor ocorre na direção da diminuição da temperatura

10 Termodinâmica Termodinâmica – Ciência do Calor do trabalho e das propriedades das substâncias que estão relacionadas com calor e trabalho

11 Termodinâmica A Termodinâmica é básica em para muitas das disciplinas das engenharias Elétrica, Mecânica, Civil, Química, Metalúrgica, Agrícola, Oceânica, Hidráulica, Ambiental, Aeroespacial, Petroleo, Nuclear, etc.

12 Ciências térmicas e de Fluidos Termodinâmica, Transf de Calor e Termodinâmica
Aquecedores de água, Chuveiro elétrico ou a gás, aquecimento e ar condicionado, refrigeração, TV, Vídeo,Humidificadores, Sistemas de proteção contra incêndio, etc.

13 Primeira Lei da Termodinâmica
A Primeira Lei da Termodinâmica é simplesmente o princípio da conservação da energia. Esse princípio assegura que a energia é uma propriedade termodinâmica.

14 Segunda Lei da Termondinâmica
A Segunda Lei da Termodinâmica assegura que a energia possui qualidade bem como quantidade, e que os processos reais ocorrem na direção da diminuição da qualidade da energia.

15 SISTEMAS TERMODINÂMICOS
Um sistema é uma região do espaço ou uma quantidade de matéria que queremos estudar.

16 Sistemas Termodinâmicos
Existem três tipos de Sistemas Fechado Aberto Isolado

17 Sistema Fechado Peso Fronteira do Sistema Pistão Gas

18 Sistema fechado Sistema (sistema fechado) – MASSA não cruza a fronteira do sistema indicada pela linha tracejada. A MASSA está indicada pela área cinza A fronteira pode se mover (o pistão pode ir para frente e para traz)

19 Cruzando a fronteira de um Sistema Fechado
A ENERGIA pode cruzar a fronteira de um sistema fechado, mas não a MASSA.

20 Sistema fechado com fronteira móvel

21 Sistema Aberto (Volume de controle)
Sistema Aberto – A fronteira geralmente não se move.(pode mover-se). Massa e energia cruzam a fronteira. A área de interesse é apenas a região dentro da fronteira (linha tracejada).

22 Sistema Aberto (Volume de controle)
Exemplo de sistema aberto (Volume de Controle). Trata-se de uma determinada região do espaço que desejamos estudar. Tubo Vo Superfície de controle

23 Sistema Isolado É um sistema fechado onde nem energia
nem massa cruzam a fronteira.