Caloria (símbolo: cal) é uma unidade de medida de ENERGIA não pertencente ao Sistema Internacional de Unidade.

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1 TERMODINÂMICA E TRANSFERÊNCIA DE CALOR Profa. Dra. Maria Laura Goes Silva da Luz 206 UNIDADE I - PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS Terodinâica: do grego THÉRME + DÝNAMIS calor força Terodinâica é a ciência que trata: -Do calor e do trabalho -Das características dos sisteas e -Das propriedades dos fluidos terodinâicos Que é caloria? Caloria (síbolo: cal) é ua unidade de edida de ENERGIA não pertencente ao Sistea Internacional de Unidade. Introdução TMD pertence ao rao das ciências físicas que trata de diversos fenôenos da energia e das propriedades da atéria relacionadas à esa Especialente, trata das leis de transferência de calor de ua fora e outra e vice-versa Conversão: Exeplo: calor e trabalho; trabalho e energia cinética Definição de Propriedades TMD Ua propriedade TMD é definida coo sendo qualquer grandeza que depende do estado do sistea e é independente da trajetória pela qual o sistea chegou naquele dado estado. Estado Fica definido por duas propriedades TMD Exeplo: pressão, teperatura, volue Marca-se o ponto de estado

2 Estado Cada propriedade de ua substância e u dado estado te u valor be definido Esta propriedade te sepre o eso valor para u dado estado Independe da aneira pela qual a substância chegou àquele estado Estados de agregação olecular São be conhecidos os três estados de agregação olecular Sólido, líquido e gasoso Mudanças de estado físico O quarto: plasa Identificado na década de 50. Exeplo: sol O quinto: condensado Bose-Eienstein, identificado e 925 por Eienstein (luz) Coprovado e 995 por cientistas aericanos (Eric Cornell e Carl Wiean) 2000 átoos rubídio (etal prateado) próxio do zero absoluto deixa de agir coo partícula e age coo onda luinosa O sexto: gás feriônico Anunciada a possível descoberta e janeiro de 2004 por cientistas aericanos Copriido, sólido e resfriado próxio a zero Kelvin coporta-se coo u superfluido (fluido se viscosidade) Para saber ais:

3 Substância de trabalho É o fluido capaz de arazenar energia e do qual se pode retirar energia Exeplos: Mistura ar-cobustível e u otor apor d água e ua turbina a vapor Ar e u copressor Fluido Qualquer tipo de atéria co pouca resistência à deforação Pode ser líquido, gás ou vapor Muitas vezes o fluido é a própria substância de trabalho Sistea É ua porção do Universo que se deseja estudar É ua região liitada por fronteiras especificadas Pode ser iaginárias ou não, fixas ou óveis Sistea + izinhança = Universo Tipo de sistea Fechado Não apresenta troca de atéria co a vizinhança Massa não cruza suas fronteiras Aberto Apresenta fluxo de assa através de suas fronteiras Tipo de fronteira Real Associada a ua superfície aterial (recipiente) Iaginária Não associada a ua superfície aterial

4 Fronteira quanto à obilidade Fixa Móvel Substância pura Única, de estrutura olecular invariável ou solução hoogênea co estrutura olecular invariável de seus coponentes Ua substância pura e repouso é caracterizada por 2 propriedades TMD Exeplos: O 2 ; ar seco; água+gelo+vapor d água Propriedades TMD São características descritivas do coportaento do sistea para cálculo das variações de energia que tenha ocorrido nu deterinado sistea As propriedades são: Extensivas Intensivas Propriedades TMD Extensivas Depende da assa e constitue valores totais coo: volue total, energia interna total Intensivas Independe da assa, tais coo: pressão, teperatura Ua assa de substância pura Aquecida, copriida, dilatada, esfriada Se voltar à pressão e à teperatura iniciais, as outras propriedades TMD tabé voltarão aos valores originais As propriedades TMD pode ser representadas no plano xy por u ponto Este ponto define u estado Por localizare u ponto nu plano e definire u estado, as propriedades são chaadas de função de ponto No plano x e y pode ser usadas quaisquer propriedades TMD Mais usadas: p; TS; ph

5 Massa específica Sistea Internacional: kg/ 3 Sistea Técnico: u.t../ 3 Sistea Inglês: lb/ft 3 olue específico Sistea Internacional: 3 /kg Sistea Técnico: 3 /u.t.. Sistea Inglês: ft 3 /lb Peso específico P. g. g Sistea Internacional: N/ 3 Sistea Técnico: kgf/ 3 Sistea Inglês: lbf/ft 3 lb exerce lbf sob ua aceleração édia de 32,74 ft/s 2 Pressão dos fluidos p = p 0 + (z 0 z) Sistea Internacional: N/ 2 = Pa Sistea Técnico: kgf/ 2 Sistea Inglês: lbf/ft 2

6 Pressão F p A pressão absoluta = pressão efetiva + pressão atosférica Sistea Internacional: N/ 2 = Pa Sistea Técnico: kgf/ 2 Sistea Inglês: lbf/ft 2 Outras: at; Hg; bar; psi = lbf/in 2 Se: p = p 0 + (z 0 z) p p 0 = (z 0 z) p efetiva = (z 0 z) Medidores de pressão Barôetros ede pressão atosférica acuôetros ede pressão abaixo da atosférica Manôetros ede pressão efetiva Evangelista Torricelli ( ) físico e ateático italiano que foi discípulo de Galileu deonstrou que at = 760 Hg através do experiento de 643.

7 Título x 0 < x < Unidade: % Processos TMD 2 x P P P 2 Diz-se que u corpo sofreu u processo TMD quando há variação de ua ou ais propriedade do sistea, no qual esse corpo está inserido, havendo variação de seu estado Exeplos de processos: isobárico, isoétrico, isotérico Ciclos TMD Diz-se que houve u ciclo TMD quando a substância e u deterinado estado inicial sofre processos e retorna a esse estado inicial. Escalas de teperatura oc o 32 F 5 9 K o C 273 o R F 460 Zeroésio Princípio da TMD Se dois corpos estão e equilíbrio térico co u terceiro, eles estão e equilíbrio térico entre si, sendo que o calor flui do corpo ais quente para o ais frio. Conservação da assa A assa é indestrutível 2 A v = 2 A 2 v 2 = G é a Equação da Continuidade onde: G = fluxo de assa ou descarga de assa (kg/s; kg/h; lb/s; etc.)

8 = assa específica do fluido (kg/ 3 ; u.t../ 3 ; lb/ 3 ; etc.) A = área da seção transversal de escoaento ( 2 ; in 2 ; ft 2 ; etc.) v = velocidade do fluido que escoa (/s; ft/s; etc.) Conservação da assa Considerando, sendo o peso, g = 2 g = g, se o volue é constante g A v = 2 g A 2 v 2 = g g A v = 2 g A 2 v 2 = g Se P g g e se =, então: Conservação da assa g g portanto: onde: = descarga de peso ou fluxo de peso (kgf/s; kgf/h; etc.) No Sistea Técnico: = 3600 kgf/ 3 No Sistea Internacional: = (3600 x 9,8) N/ 3 porque kgf = 9,8 N kgf 3 N 9,8 3 kg. 3 2 s 2 s (3600 x 9,8) N / 2 g 9,8 / s kg / 3 Reservatório Térico É u sistea TMD que serve de fonte térica ou de sorvedouro de calor para outro sistea. É infinitaente grande coparado ao outro sistea e a sua teperatura não varia quando sujeito à troca térica Exeplos: rios, ares, oceanos, atosfera

9 Máquina Térica É u sistea TMD que opera continuaente, enquanto através de suas fronteiras só há fluxo de energia (Q e W) Não há fluxo de assa fronteiras ipereáveis Exeplo: refrigerador Fronteira Adiabática É aquela ipereável ao calor Faz haver copleto isolaento térico Exeplo: garrafa térica, caixa de isopor Tabela.: alores de alguas constantes para diversos gases Sites de conversão de unidades e outros (co til) Site co + de 2.00 vídeos educativos: Meu site OBRIGADA!