exercicio Termodinamica - exercicio teorico termodinamica
João Franciscorow
João Francisco Patente de Paula | comentários
ENGENHARIA MECÂNICA (ÊNFASE EM MECATRÔNICA)
Professor: Otávio de Avelar Esteves Disciplina: Termodinâmica Clássica
Nomes: Guilherme Vasconcelos de Oliveira Turma: Virtual (EAD)
Saimon Lúcio Vieira Neris
Thiago Pinheiro Latorre
Belo Horizonte, 27 de Agosto de 2008
Seção 1.1 O que é Termodinâmica.
A termodinâmica é um ramo da física e da engenharia que estuda o comportamento físico e químico da matéria.
Exemplos que conhecemos sistema de refrigeração em um shopping, sistemas de propulsão para aeronaves, sistema de combustão.
Aplicação biomédica, sistema de apoio à vida, órgãos artificiais.
Seção 1.2 Sistema e Volume de Controle.
É certa quantidade de matéria isolada, onde não ocorre fluxo de massa.
Vizinhança de um sistema é tudo que é externo ao sistema, porém não tão distante.
Troca de calor e massa.
Sistema é onde não ocorre o fluxo de massa, já no volume de controle já ocorre fluxo de massa.
Seção 1.3 Variáveis de Estado
Estado seria como um fluido estaria no sistema, exemplo: água no estado líquido dentro de um sistema.
Variável de estado seria o fluido em determinada parte do sistema mudaria sei estado, como exemplo, água em um sistema fechado entra em uma válvula como líquido saturado e sai como líquido comprimido.
Extensivos – Seus valores são independentes do tamanho ou da extensão de um sistema e podem variar de local no interior de um sistema em qualquer momento.
Extensivos dependem da massa, já os Intensivos independe da massa.
Seriam sistemas sem que a matéria estivesse toda sólida, toda líquida, ou toda em vapor.
Extensivos, porque o volume será o mesmo, mas a massa irá variar.
Seria só uma fase do fluido sendo que para fins de cálculo seria mais fácil.
Sim, as propriedades extensivas ficam escritas com letras maiúsculas e as intensivas minúsculas.
Entalpia, entropia, energia cinética e energia potencial.
Seção 1.4 A Abordagem da Termodinâmica Clássica.
Evitar a precipitação, dividir cada dificuldade em quantas parcelas fossem possíveis para resolver e conduzir de forma simples sem pular etapas.
A energia do corpo, ex: cinética e potencial.
O estado seria gasoso com as moléculas gerando e movimentando-se aleatoriamente, como conseqüência entrando em choque uma com a outra.
Uma alternativa seria mudar o estado das moléculas transformando-as de gasoso em líquido.
A dificuldade da alternativa citada no exercício anterior, seria conseguir um tanque para depositar o líquido, mas seria válido, pois com isso, as moléculas ficariam mais perto umas das outras limitando o choque entre elas.
No botijão de gás acontece uma variação parecida, no qual o líquido dentro do recipiente se transforma em gás assim que acionada no fogão.
Seção 1.5 Unidades e o Conceito de Mol.
São as unidades de: metro (m), quilograma (kg) e segundo (s).
Quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos contidos em 0,012 quilogramas de carbono 12. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons ou outras partículas, bem como agrupamentos especificados de tais partículas.
Um mol é equivalente a 6,32 x 10²³ átomos.
Seção 1.6 Valor Específico de uma Variável de Estado
Seria o valor como o inverso da massa especifica.
Aplicam-se as intensivas.
Intensiva, podendo variar de ponto dentro do sistema.
Seria o valor médio das propriedades intensivas especificas do sistema, como por exemplo, o volume específico.
Seria o limite tendendo da maior media volume e massa, para a menor da massa, sobre a maior medida.
Sendo p=lim (m/v), com v' o menor volume no qual existe um valor definido para essa razão.
Em um ponto qualquer do sistema, é o valor especifico molar médio em um elemento de volume fisicamente infinitesimal que inclua o ponto dado.
Sendo dV o volume de um elemento de volume infinitesimal, de massa dm, o volume específico v em um ponto interior ao elemento será v=dV/dm, então o volume fisicamente infinitesimal, incluindo o ponto p = dm/dV = 1/v.
Seção 1.7 Pressão
É a relação força exercida pela área da seção.
P = Sendo F = força e A = área.
O volume irá diminuir na seção, com isso a pressão irá aumentar, fazendo força nas paredes.
Seria P= lim AA' (F/A), onde A' é igual à área no ponto no qual estaremos calculando. Se a área A' (área menor) estiver associada em novas direções de rotação, concluímos que a pressão no ponto seria a mesma em todas as direções desde que o fluido esteja em repouso.
No sistema internacional é pascal, mas também são usadas KPa, bar, MPa e atm.
Pressão absoluta é igual à pressão manométrica + pressão atmosférica.
Pressão manométrica é igual à pressão absoluta – a pressão atmosférica.
Pressão efetiva é igual a pressão atmosférica – a pressão absoluta.
Seção 1.8 Equilíbrio
É quando todas as mudanças em propriedades acorrem, a interação termina, então há equilíbrio, com isso no sistema estudado uma propriedade física que determina o equilíbrio entre eles.
Quer dizer que as propriedades químicas estão de tal modo que se compensam.
Quer dizer que o ciclo termodinâmico esta sendo auto suficiente.
Seção 1.9 Processos
É o que sofre a matéria, no caso, com interação na temperatura, pressão e outras propriedades, deixando sempre uma parte constante. As propriedades do sistema estariam se alterando.
Isovolumétricos são processos nos qual o volume permanece constante. Isotérmicos são processos nos qual a temperatura é constante. Isobáricos são processos no qual a pressão se mantém constante. Adinâmicos são processos estáticos. Adiabáticos são processos nos quais não ocorre nenhuma interação térmica com a vizinhança.
É um processo no qual sempre em determinado tempo acontece a mesma transformação. Ex: um líquido sofre um processo isobárico depois um isovolumétrico e fechando o ciclo sofre outro isobárico.
A viabilidade seria para que seu sistema sempre precise do mesmo processo como exemplo um processo adiabático no qual ele não perderia nada a a vizinhança.
É aquele no qual o desvio de equilíbrio termodinâmico é no maximo infinitesimal.
Porque modelos de termodinâmica simples fornecem informação qualitativa sobre o comportamento de sistemas, mas podem ser desenvolvidos usando o conceito de quase estático.
Porque seria útil na dedução das relações que existem entre suas propriedades.
Seção 1.10 Conceito de Temperatura
Seria quando a temperatura muda, outras propriedades também mudam menos em processos isotérmicos.
Sim. O calor.
Dependendo do tamanho desses objetos, um poderia anular o outro. Se for do mesmo tamanho provavelmente o processo que transferisse calor mais rápido venceria.
Quando as propriedades térmicas se cessam.
Seção 1.11 Lei Zero da Termodinâmica
A lei zero da termodinâmica é quando dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si.
Porque o termômetro é o terceiro corpo que verificará se os corpos estarão em equilíbrio térmico.
Seção 1.12 Termômetros
As escalas de temperatura são definidas por um valor numérico associado a um ponto fixo padrão. Em função de acordos internacionais este ponto fixo padrão é facilmente reproduzível pelo ponto triplo da água: no estado de equilíbrio entre vapor, líquido e gelo.
Na escala Celsius quando a medida é zero quer dizer que o fluido está com uma temperatura bem baixa tendendo para negativa.
Seria a escala Kelvin no qual o termômetro fornece uma definição continua de temperatura valida em todos os intervalos de temperatura.
Usando de Celsius para Kelvin através da formula T(°C) = T(K) – 273,15, a diferença de Kevin para Celsius é 273,15.