Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica

Apresentação em tema: "Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica"— Transcrição da apresentação:

1 Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica
TERMODINÂMICA Curso Superior de Tecnologia em Fabricação Mecânica Capítulo 4 – parte 1 Avaliando Propriedades 18/04/2017 Prof. Luciano Caldeira Vilanova

2 Objetivo A aplicação do balanço de energia a um sistema de interesse requer o conhecimento das propriedades do sistema e de como as propriedades se relacionam. O objetivo deste capítulo é o de apresentar as propriedades relevantes à engenharia termodinâmica. Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

3 Escopo Definindo estado Relação p-v-T Obtendo propriedades
Relações p-v-T para gases Modelo de gás ideal U, H e cp,v de gases ideais Δu e Δh de gases ideais Processos politrópicos para gases ideais Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

4 Definindo o estado O estado de um sistema fechado em equilíbrio é a sua condição descrita por suas propriedades termodinâmicas. Ex: Temperatura, pressão, energia interna, volume específico ... Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

5 Relação p-v-T p = p(T,v) Regiões monofásicas Regiões bifásicas
Ponto crítico Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

6 Relação p-v-T Diagrama de fases Projeção plano p-T
Temperatura de saturação Pressão de saturação Ponto tríplo Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

7 Relação p-v-T Diagrama p-v Linha tripla Linhas de saturação
Domo de vapor Ponto crítico Temperatura crítica Isotermas Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

8 Relação p-v-T Diagrama T-v Isobáricas Prof. Luciano Caldeira Vilanova
18/04/2017

9 Misturas bifásicas líq-vapor
líquido saturado + vapor saturado Líquido subresfriado vapor superaquecido Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

10 Título de misturas bifásicas
x = 1: 100% de vapor saturado x = 0: 100% de líquido saturado Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

11 Pressão, volume específico e temperatura
Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

12 Pressão, volume específico e temperatura
Tabelas de líquido comprimido Tabelas de vapor superaquecido Tabelas de saturação Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

13 Tabela de vapor superaquecido
Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

14 Tabela de líquido comprimido
Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

15 Tabela de vapor saturado
18/04/2017

16 Volume específico “v”, m3/kg
O volume específico pode ser obtido das tabelas de propriedades. Para misturas bifásicas líquido/vapor volume específico é obtido por: Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

17 Exemplo 1 Considere um sistema constituído de uma mistura bifásica líq/vapor d’água a 100ºC e um título de 0,9. Qual é o volume específico da mistura? Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

18 vf = 1,0435 x 103 m3/kg e vg = 1, 673 m3/kg Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

19 Exemplo 2 Determinar a pressão da água para cada estado definido por uma temperatura de 100 ºC e os seguintes volumes específicos: v1 = 2,434 m3/kg v2 = 1,0 m3/kg v3 = 1,0423 x 10-3 m3/kg Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

20 Da tabela de vapor saturado para 100ºC:
vf = 1,0435 x10-3 m3/kg vg = 1,673 m3/kg Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

21 Exemplo 2 v1 > vg, logo é vapor superaquecido
v = 2,434 m3/kg então p = 0,70 bar Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

22 Exemplo 2 vf < v2 < vg, logo é vapor + liquido saturados
v2 = 1,0 m3/kg então p = psat = 1,014 bar Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

23 Exemplo 2 v3 < vf , logo líquido comprimido
v3 = 1,0423 x 10-3 m3/kg, então p = 25 bar Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

24 Exemplo 4.1 Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

25 Exemplo 4.2 Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

26 Energia interna específica, kJ
A energia interna do sistema pode ser obtida das tabelas de propriedades. Para misturas bifásicas líquido/vapor a energia interna específica é obtida por: Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

27 Entalpia, kJ É uma propriedade dada pela soma da energia interna e o produto da pressão e o volume do sistema. Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

28 Exemplo 4.3 Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017

29 Exemplo 4.4 Prof. Luciano Caldeira Vilanova 18/04/2017