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Termodinâmica e Transferência de CalorCapítulo 02 – Alguns Conceitos e Definições
• O sistema termodinâmico e o volume de controle;
• Pontos de Vista Macroscópico e Microscópico;
• Estado e Propriedades de uma Substância;
• Processos e Ciclos;
• Unidades de Massa, Comprimento, Tempo e Força;
• Energia;
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• Volume específico e Massa Específica;
• .Pressão;
• Igualdade de Temperatura;
• A Lei Zero da Termodinâmica;
• Escalas de Temperatura;
• Aplicações na Engenharia.
Termodinâmica e Transferência de Calor
O Sistema Termodinâmico e o Volume de Controle
Sistema Fechado Sistema Aberto
Sistema (massa fixa) Volume de Controle (fluxos de massa)
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Termodinâmica e Transferência de CalorPontos de Vista Macroscópico e Microscópico
Microscópico Macroscópico
1020 Átomos
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6 graus de liberdade para cada átomo =
= 6x1020 equações para resolver.
Termodinâmica e Transferência de CalorEstado e Propriedades de uma Substância
Propriedades Intensivas Propriedades Extensivas
Independente da massa Dependente da massa
Estado – as propriedades termodinâmicas definem o estado em equilíbriotermodinâmico. O estado é definido nas fases sólida, líquida e vapor.
Equilíbrio Termodinâmico – Um sistema está em equilíbrio quando não hámudanças de estado.
GÁS ou Líquido ou Sólido
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Independente da massa Dependente da massa
Ex.: Temperatura, Pressão, Massa específica
Ex.: Massa e Volume
Termodinâmica e Transferência de CalorProcessos e Ciclos
Processo – É o caminho definido pela sucessão de estados.
Ciclos – Um sistema, num dado estado inicial, passa por certo número de mudançasde estado, ou processos, e finalmente retorna ao estado inicial.
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Uma vez que as propriedadesdescrevem o estado de um sistemaapenas quando ele está em equilíbrio,como poderemos descrever os estadosde um sistema durante um processo,se o processo real só ocorre quandonão existe equilíbrio?
Isotérmico – temperatura constante;
Isobárico – pressão constante;
Isocórico – volume constante.
Termodinâmica e Transferência de CalorUnidades de Massa, Comprimento, Tempo e Força
Sistema Internacional (SI):
Massa: kilograma [kg];Comprimento: metro [m];Tempo: segundo [s];Força: Newton [N] = 1 kg m/s2.
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Sistema Inglês de Engenharia:
Massa: libra-massa [lbm] = 0,45359237 kg;Comprimento: pé [ft] = 12 pol [in] = 0,3048 m;Tempo: segundo [s];Força: libra-força [lbf] = 4,448222 N.
Termodinâmica e Transferência de CalorUnidades de Massa, Comprimento, Tempo e Força
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Termodinâmica e Transferência de CalorEnergia
Energia: É a capacidade de produzir um efeito.
É importante notar que a energia pode ser acumulada num sistema e quetambém pode ser transferida de um sistema para outro (por exemplo, na forma de calor).
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Termodinâmica e Transferência de CalorVolume Específico e Massa Específica
m
VVV δ
δυδδ '
lim→
=
Microscópico Macroscópico
;m
V=υυ
ρ 1==V
m
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Termodinâmica e Transferência de CalorVolume Específico e Massa Específica
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Termodinâmica e Transferência de CalorVolume Específico e Massa Específica
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Termodinâmica e Transferência de CalorPressão
Pressão: A pressão num ponto de um fluido em equilíbrio é igual em todas asdireções e definimos a pressão como a componente normal da força porunidade de área.
A
FP n
AA δδ
δδ 'lim
→=
Microscópico Macroscópico
A
FP n=
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1 Pa = 1 N/m2 .
1 bar = 105 Pa = 0,1 MPa
1 atm = 101 325 Pa
1 lbf/in2 = 6894,757 Pa
Termodinâmica e Transferência de CalorPressão
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Termodinâmica e Transferência de CalorPressão
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PA = PB .
PB = Patm + ρgH.
Termodinâmica e Transferência de CalorPressão
P = 0
Patm = P + ρgH0.
Patm = ρgH0.
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Patm = ρgH0.
Termodinâmica e Transferência de CalorPressão
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Termodinâmica e Transferência de CalorPressão
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Termodinâmica e Transferência de CalorIgualdade de Temperatura
Quente Frio
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Temperatura Final Igual para os dois corpos
Termodinâmica e Transferência de CalorA Lei Zero da Termodinâmica
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Lei Zero da Termodinâmica: Quando dois corpos têm igualdade de temperaturacom um terceiro corpo, eles terão igualdade detemperatura entre si
Termodinâmica e Transferência de CalorEscalas de Temperatura
• Antes Centígrados = Hoje Celsius (homenagem Anders Celsius, 1742) � °C
• 0 ºC - Temperatura do ponto de fusão do gelo
•100 °C - Temperatura do ponto de ebulição (vaporização) da água
• Escala Absoluta Kelvin (Lord Kelvin, 1907†, 1954) � K = °C + 273,15
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• Escala Fahrenheit (Daniel Gabriel Fahrenheit, 1724) � °F
• 32 ºF - Temperatura do ponto de fusão do gelo
• 212 °F - Temperatura do ponto de ebulição (vaporização) da água
• °F = °C × 1,8 + 32
Termodinâmica e Transferência de CalorAplicações na Engenharia
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Termodinâmica e Transferência de CalorAplicações na Engenharia
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Termodinâmica e Transferência de CalorAplicações na Engenharia
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