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CAC - Aulas 1 e 2 - Introdução - 2018 - 4

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Universidade Federal do Pará – UFPA
Instituto de Tecnologia - ITEC
Faculdade de Engenharia Mecânica - FEM
Introdução
TE 04183 – Climatização de Ambiente Construído: Introdução – Aulas 1 e 2
eraldocs@ufpa.br
Prof. Eraldo Cruz dos Santos, Dr. Eng.
mailto:eraldocs69@oi.com.br
CICLO DE ROTINAS - UNIFEI.ppt#2. INTRODUÇÃO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 2
TÓPICOS DA APRESENTAÇÃO
✓ INTRODUÇÃO A CLIMATIZAÇÃO E AO CONFORTO TÉRMICO;
✓ PLANO DE ENSINO:
❖ Identificação;
❖ Ementa;
❖ Objetivos (gerais e específicos);
❖ Conteúdo Programático;
❖ Carga Horária e Cronograma;
❖ Estratégias de Ensino;
❖ Recursos Necessários;
❖ Avaliação;
❖ Referências.
✓ CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E ENUNCIADOS:
❖ Calor e Trabalho;
❖ Estado e Processos;
❖ Equilíbrio e Ciclo Termodinâmicos.
✓ UNIDADE DE MEDIDA;
✓ REVISÃO.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 3
INTRODUÇÃO
Livro de Projeto de Máquinas 
de Fluxo do Prof. Dr. Zulcy 
de Souza, que usa métodos 
de Dinâmica dos Fluidos 
Computacionais – CFD (cuja 
elaboração do capítulo nono 
foi com a participação dos 
membros do GETEC), lançado 
em Julho de 2011.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 4
INTRODUÇÃO
Capítulo 6 – Biofuel and Gas 
Turbine Engine: 2012. 
Capítulo 5 – Micro Gas Turbine 
Engine: A Review: 2013.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 5
INTRODUÇÃO
INTRODUÇÃO A 
CLIMATIZAÇÃO E AO 
CONFORTO TÉRMICO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 6
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
É o conjunto dos meios técnicos
empregados para criar e/ou manter em
recinto fechado, por meio de aparelhos,
condições favoráveis de temperatura,
pressão, umidade etc., independentes das
condições atmosféricas do ambiente
exterior.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 7
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 8
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
“Processo de tratamento do ar, que através do 
ajuste simultâneo de temperatura, umidade, grau 
de pureza e circulação, permite manter condições 
desejáveis para um espaço climatizado“. 
(ASHRAE)
(ASHRAE) é a Sociedade Americana de Engenheiros de 
Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado é uma 
associação profissional global que busca promover o projeto e 
a construção de sistemas de aquecimento, ventilação, ar 
condicionado e refrigeração.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 9
CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Áreas da Climatização
Para fazer parte desta área em primeiro lugar, é
preciso definir o que se quer fazer.
A climatização é um segmento amplo. Os
profissionais podem se especializar em diferentes
áreas do HVAC, que são:
✓ Aquecimento (heating);
✓ Ventilação (ventilation);
✓ Ar condicionado (air conditioning)
✓ Refrigeração (refrigeration).
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 10
CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Cursos e Níveis
Depois de definir qual braço da climatização será
percorrido, é hora de iniciar o curso de capacitação.
No mercado existem cursos técnicos de curta
duração, cujos valores estão na faixa de 800 a 2500
reais, e também graduações de nível universitário.
O valor da faculdade tem uma variação maior e
varia de acordo com a instituição de ensino e curso
selecionado.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 11
CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Cursos e Níveis
Os cursos técnicos mais encontrados são:
✓ Projetos de climatização (Projetista);
✓ Técnico em ar-condicionado (instalação e manutenção 
de splits e janeleiros);
✓ Ar condicionado Solar;
✓ Ar condicionado Automotivo;
✓ Técnico em Refrigeração e Climatização;
✓ Refrigeração comercial (câmaras frias);
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 12
CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Cursos e Níveis
Os cursos técnicos mais encontrados são:
✓ Refrigeração Industrial;
✓ Refrigeração aplicada;
✓ Mecânico de Refrigeração
✓ Automação Residencial;
✓ AC central / Splitão / Self Contained;
✓ Técnico climatização de grande porte (instalações
comerciais e industriais).
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 13
CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Cursos e Níveis
Os cursos superiores que trabalham com a
climatização:
✓ Engenharia Mecânica;
✓ Engenharia Civil
✓ Arquitetura;
✓ Curso Superior de Tecnologia em Eletrotécnica;
✓ Pós-Graduação em Engenharia da Climatização.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 14
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
Climatização é a definição dada ao processo de
fazer com que um meio ambiente qualquer permaneça em
uma faixa de temperatura agradável aos organismos
biológicos vivos que se quer preservar.
A AVAC ou HVAC constitui a tecnologia destinada
ao conforto ambiental interior, sobretudo em edifícios e
em veículos.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 15
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
Em regiões frias o conforto do aquecimento é
condicionado pela movimentação do ar quente que saí do
lado exterior para o interior de um ambiente, através de
ventoinhas forçadas por motores bipolares.
Tanto "AVAC" como "HVAC" são siglas que
significam "aquecimento, ventilação e ar condicionado"
(em inglês "heating, ventilating and air conditioning"),
referindo-se às três funções principais e intimamente
relacionadas a cada tipo de tecnologia.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 16
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 17
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
Em regiões com temperaturas elevadas o processo
de refrigeração ocorre através da movimentação do ar
frio condicionado por um equipamento, que troca o calor
em local externo, resultando na liberando ar quente para
o lado exterior, enquanto que o ar frio é conduzido para
o interior do ambiente refrigerando-o, sendo que o
processo ocorre em ciclo chamado de Ciclo de
Refrigeração.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 18
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 19
CLIMATIZAÇÃO – Introdução 
✓ Temperatura;
✓ Umidade;
✓ Contaminantes;
✓ Velocidade e vazão;
✓ Pressão.
Devem permanecer dentro 
dos limites impostos pelas 
especificações requeridas 
nas legislação em vigor.
Assim, climatização do ar ambiente envolve o
ajuste de parâmetros físicos do ar interior, como:
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 20
CONFORTO TÉRMICO DE AMBIENTES
✓ Ar Condicionado:
Corretamente empregado, o termo Ar Condicionado
significa, controlar os seguintes parâmetros de um
ambiente ou da vizinhança de uma substância:
❖ A temperatura do ambiente a ser climatizado
deve estar entre 17 °C (Consumo Máximo) a 25 °C
(Consumo Mínimo) em Média (20 a 22 °C);
❖ A circulação (Injeção e Exaustão);
❖ A pureza (98%);
❖ A umidade relativa do ambiente que deve estar
entre 35 a 65 %.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 21
FUNDAMENTOS DA CLIMATIZAÇÃO - Introdução
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 22
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Estabelecer os limites de uma zona de conforto
térmico para um ambiente é uma tarefa extremamente difícil,
isto porque, a sensação de conforto, além de estar ligada a
uma série de variáveis, está também ligada adaptação ao meio
em que se vive, dificultando ainda mais a tarefa de encontrar
um limite para o qual se possa
afirmar, que dentro de um
determinado ambiente, se tem
uma sensação de conforto e,
fora dele, se tem uma sensação
de desconforto térmico.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 23
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Conforto Térmico:
são as condições ambientais
de temperatura e de
umidade que proporcionam
sensação de bem-estar às
pessoas que ali estão ou
convivem.
De maneira geral os
fatores que afetam o
conforto térmico estão
listados ao lado.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 24
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
O corpo humano é uma máquina térmica e, como tal,
converte ou transforma qualquer tipo de energia em
trabalho mecânico.
A função de absorção da energia e de transformação
da mesma em energia ocorre através do processo de
metabolismo.
Metabolismo: é processo pelo qual o corpohumano
converte a energia dos alimentos em calor e trabalho. O
calor que é gerado continuamente pelo corpo é deve ser
eliminado, a fim de que a temperatura interna se mantenha
constante ou em equilíbrio termodinâmico.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 25
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
A Energia Metabólica Total - EMT, produzida no interior
do corpo é dissipada ao longo do dia da seguinte maneira:
• Trabalho externo realizado pelos músculos, W;
• Dissipação de calor sensível através da porção exposta da
pele e roupas por convecção e radiação, C + R;
• Dissipação de calor latente por transpiração, QRSW;
• Difusão de umidade pela pele, QDIFF;
• Dissipação de calor sensível por meio da respiração, QSRESP;
• Dissipação de calor latente devida respiração, QLRESP.
Em condições de regime permanente, tem-se:
EMT – W = (C + R + QRSW + QDIFF) + (QSRESP + QLRESP)
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 26
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
A taxa de liberação de calor pelo corpo humano pode
variar de 120 (W) para atividade sedentária, até 440 (W) para
atividade intensa (ver Tab. 48, pg. 1-94 Carrier).
Este calor representa uma parcela muitas vezes
importante da carga térmica de resfriamento de um sistema de
ar condicionado. Embora nem todos os fatores que afetam o
conforto sejam completamente entendidos, sabe-se que o
conforto é diretamente afetado pelos seguintes fatores:
✓ Temperatura;
✓ Umidade relativa;
✓ Circulação do ar (renovação);
✓ Radiação de superfícies vizinhas;
✓ Odores;
✓ Poeira;
✓ Ruído.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 27
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
O corpo humano gera calor continuamente o qual é
transferido ao ambiente em uma taxa que varia,
aproximadamente, entre 100 (W) e 1.000 (W).
Conforme se pode
constatar na figura ao lado, tanto
a geração do calor, quanto a
dissipação de calor não são
uniformes através do corpo de
uma pessoa, criando regiões mais
ou menos sensíveis às variações
térmicas de um ambiente.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 28
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
O bem estar do ser humano está associado a
condição de conforto ambiental que, de forma ampla, envolve:
✓ Conforto Acústico;
✓ Conforto Antropométrico;
✓ Conforto Olfativo;
✓ Conforto Tátil;
✓ Conforto Térmico;
✓ Conforto Visual.
A aplicação mais frequente de Aparelhos de Ar
Condicionado – AC, visa a manutenção de condições
adequadas de conforto térmico para o ser humano mas
também tem influência sobre o conforto acústico e olfativo.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 29
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
O ar atmosférico é composto de uma mistura de quatro
componentes principais (gases), com traços de um número de
outros, e vapor d'água.
A composição do ar seco (apenas os quatro componentes)
é relativamente constante variando levemente com o tempo,
localização e altitude.
É razoável considerar todos os gases como uma
substância homogênea (ar seco), mas tratar o vapor d'água
separadamente, porque este é passível de condensação nas
condições de pressão e de temperatura encontradas na
atmosfera.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 30
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Constituintes
Massa molecular 
[kg/kmol]
Fração molar 
(%)
Oxigênio – (O2) 32,000 20,95
Nitrogênio – (N2) 28,016 78,09
Argônio – (Ar) 39,944 0,93
Dióxido de Carbono – (CO2) 44,010 0,03
Composição Padrão para o Ar
Baseado na tabela acima, pode-se calcular a massa
molecular do ar seco, Mar.
𝑴𝒂𝒓 =෍
𝒊=𝟏
𝟒
𝑴𝒊 ∙ 𝑿𝒊
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 31
http://www.altercorecrew.com/wp-content/uploads/2014/12/landscape-amazing-photos-182929.jpg
78 % N2, 21 % O2, 0,9 % Ar, 0,035 % CO2
Vapor d’água
Contaminantes naturais (pólens, poeiras etc.)
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
C 
o
m
p
o 
s 
i
ç
ã
o 
d
o 
A
r
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 32
http://www.altercorecrew.com/wp-content/uploads/2014/12/landscape-amazing-photos-182929.jpg
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
C 
o
m
p
o 
s 
i
ç
ã
o 
d
o 
A
r
The World Health Organization says Ahvaz is the one of world’s most polluted cities.
Ahvaz is a city known for oil fields, heavy industry with a sugar processing plant and a
coal-burning power plant.
Air pollutants such as nitrogen oxides increase the susceptibility of respiratory
infections.
Finally chronic exposure to ozone and certain heavy metals reduce lung function, while
the later responsible for asthma, emphysema, and even lung cancer.
http://www.nationmaster.com/blog/?p=189
78 % N2, 21 % O2, 0,9 % Ar, 0,035 % CO2
Vapor d’água
Poluentes
CO
Pb
NO2
O3
Particulados
SO2
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 33
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Contaminantes do ar interior
✓ Fungos
✓ Bactérias
✓ Particulados
✓ CO
✓ CO2
✓ Radônio
✓ VOCs
Resoluções 
ANVISA RE 176 
e RE 9
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 34
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
As variáveis mais comuns associadas ao conforto
térmico humano são:
✓ Temperatura radiante média (interna e externa);
✓ Umidade relativa;
✓ Velocidade do escoamento do ar no ambiente;
✓ Pureza do ar;
✓ Pressão;
✓ Odores;
✓ Nível de ruído;
✓ Espaço físico;
✓ Condições de iluminação;
✓ Disposição de cores;
✓ Contaminantes presentes no ambiente;
✓ Outros fatores locais.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 35
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
O efeito combinado de todos os fatores listados
anteriormente é que determina a sensação de conforto
ou de desconforto térmico em um ambiente.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 36
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 37
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 38
CONFORTO TÉRMICO - Introdução
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 39
PLANO DE ENSINO
PLANO DE ENSINO DA 
DISCIPLINA 
CLIMATIZAÇÃO DE 
AMBIENTE CONSTRUÍDO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 40
IDENTIFICAÇÃO
✓ Disciplina: Climatização de Ambiente Construído – TE 04183;
✓ Faculdade: Engenharia Mecânica – FEM;
✓ Turma: 24M34 (09:20 às 11:00 horas);
✓ Turma: 24T34 (14:50 às 16:30 horas);
✓ Local: DP – 11;
✓ Caráter: Disciplina Obrigatória;
✓ Pré-Requisito: Transmissão de Calor e Massa II;
✓ Carga horária (h): 4 h/a semanais e 50 teóricas e 18
Práticas - 68 h/a semestrais (cada aula com 50 minutos);
✓ Professor: Dr. Eraldo Cruz dos Santos: eraldocs@ufpa.br;
✓ Monitores: Alunos do Projeto Resfriar;
PLANO DE ENSINO
mailto:eraldocs@ufpa.br
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 41
OBJETIVO GERAL 
O objetivo principal da Faculdade de Engenharia
Mecânica - FEM é prover formação que capacite o
profissional para a solução de problemas do mundo real
a partir de análise de Sistemas Térmicos, por meio do
desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias
considerando seus aspectos técnicos, econômicos,
políticos, sociais, ambientais, culturais e de
sustentabilidade, com visão ética e humanística, em
consonância com as demandas da sociedade.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 42
OBJETIVO DAS AULAS
As aulas da disciplina Climatização de Ambiente
Construído, do curso de graduação em Engenharia Mecânica,
da FEM, do ITEC, da UFPA, têm como objetivo conduzir os
alunos regularmente matriculados aos conhecimentos básicos
dos conceitos, das definições, dos princípios de
funcionamento dos componentes, das características, do
estado da arte, das análises termodinâmicas (ideal, real e as
irreversibilidades), das principais aplicações e dos projetos
de alguns tipos de sistemas climatização e de conforto
térmicos em particular as sobre a descrição dos fenômenos e
modelamento matemático de sistemas térmicos.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 43
OBJETIVO PERMANENTES DO CURSO 
De acordo com o PPC os objetivos permanentes da FEM são:
a) Oferecer aos estudantes uma boa formação básica interligada
às disciplinas de formaçãoprofissional e específica;
b) Desenvolver atividades práticas nas disciplinas para que os
alunos possam aplicar os conhecimentos teóricos e entender a
importância dos mesmos na sua formação, bem como
desenvolver habilidades técnico-profissionais;
c) Capacitar os alunos a resolverem problemas de engenharia
através do domínio de conhecimentos profissionalizantes e
específicos;
d) Proporcionar atividades acadêmicas que permitam o
desenvolvimento de trabalhos e projetos interdisciplinares em
equipe e a integração dos conhecimentos do curso;
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 44
OBJETIVO PERMANENTES DO CURSO 
De acordo com o PPC os objetivos permanentes da FEM são:
e) Promover a interação dos docentes e discentes com a
indústria e instituições de ensino, através de projetos de
pesquisa e extensão, estágios e outras atividades acadêmicas;
f) Desenvolver atividades científicas de alto nível, visando
formar engenheiros com habilidades para pesquisa científica e
tecnológica;
g) Estimular uma atitude proativa do aluno na busca do
conhecimento e nas relações interpessoais de modo a facilitar
sua inserção e evolução técnica no mercado de trabalho.
h) Promover a divulgação de conhecimentos técnicos, científicos
e culturais que constituem patrimônio da humanidade e
comunicar o saber através do ensino, de publicações ou de
outras formas de comunicação.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 45
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
De acordo com o PPC as habilidades do Engenheiro da FEM são:
Tomada de decisões: visando o uso apropriado, a eficácia e o
custo benefício de recursos humanos, energéticos, de
equipamentos, de materiais, de procedimentos e de práticas;
Comunicação: para o exercício da engenharia, o egresso deve
dominar as diferentes formas de linguagem tais como a
comunicação verbal, habilidades de escrita e leitura, a
comunicação via computadores e novas tecnologias;
Liderança: os engenheiros devem estar aptos a assumirem
posições de liderança, envolvendo compromisso,
responsabilidade, empatia, habilidade para tomada de
decisões, comunicação e gerenciamento de forma efetiva e
eficaz no seu campo de atuação;
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 46
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
De acordo com o PPC as habilidades do Engenheiro da FEM são:
Planejamento, Supervisão e Gerenciamento: os engenheiros
devem estar aptos a fazer o gerenciamento, administração e
orientação dos recursos humanos, recursos energéticos, das
instalações, equipamentos e materiais técnicos, bem como a
informação no seu campo de atuação. Além disso, devem
estar aptos a fazer planejamento e supervisão, a partir da
identificação de necessidades das empresas, e serem
gestores de programas de melhorias;
Educação Continuada: Os engenheiros devem ser capazes de
aprender continuamente, tanto novos conhecimentos
teóricos e práticos em sua área de formação quanto em
áreas correlatas ou de interesse.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 47
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
As competências específicas do engenheiro baseiam-se no
artigo 4°. da Resolução do CNE/CES 11. Desta forma o Engenheiro
Mecânico deverá estar apto a:
• Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e
instrumentais à engenharia mecânica;
• Utilizar ferramentas e técnicas da engenharia mecânica;
• Identificar, formular e resolver problemas de engenharia
mecânica;
• Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados;
• Conceber, projetar e analisar sistemas, produtos e processos;
• Planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e
serviços de engenharia mecânica;
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 48
COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
• Supervisionar a operação e a manutenção de máquinas e
instalações industriais;
• Atuar em equipes multidisciplinares;
• Compreender e aplicar a ética e as responsabilidades
profissionais;
• Avaliar o impacto das atividades da engenharia mecânica no
contexto social e ambiental;
• Avaliar a viabilidade econômica de projetos de engenharia
mecânica;
• Atuar na região Norte do Brasil considerando as
peculiaridades e necessidades específicas da região.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 49
EMENTA DA DISCIPLINA
✓ Psicrometria: Fundamentos e processos;
✓ Instalações de climatização;
✓ Estimativa de carga térmica para conforto;
✓ Dimensionamento de dutos de ar;
✓ Distribuição de ar no ambiente condicionado;
✓ Seleção de equipamentos de climatização;
✓ Laboratório de conforto térmico.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 50
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Visando atender a ementa do curso, o conteúdo
programático terá os seguintes tópicos:
✓ Introdução a Climatização e ao Conforto Térmico;
✓ Conceitos, Definições, Fundamentos e Enunciados;
✓ Fundamento e Processos de Psicrometria:
❖ Carta Psicrométrica.
❖ Aplicação da Psicrometria;
✓ Principais Tecnologias para Climatização
de Ambientes:
❖ Tipos;
❖ Características;
❖ Equipamentos.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 51
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
✓ Estimativa da Carga Térmica de Ambientes:
❖ Principais técnicas e características;
❖ Condições do Ambiente;
✓ Dimensionamento de Dutos para Ambiente
Climatizados:
❖ Técnica de velocidade;
❖ Técnica de perda de carga.
✓ Distribuição do Ar em Ambiente;
✓ Características para a Seleção de Equipamentos
para Climatização;
✓ Instalação de equipamentos para climatização;
✓ Laboratório de Climatização e de Conforto Térmico:
❖ Manutenção de Equipamentos;
❖ Avaliação de Equipamentos.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 52
CARGA HORÁRIA E CRONOGRAMA
Será realizada, por bimestre, uma avaliação. Cada
avaliação será dividida nas seguintes atividades: uma prova
teórica, um trabalho (pesquisa aplicada) e uma lista de
exercícios, com a seguinte distribuição e cronograma:
Primeiro Bimestre: Data Provável 24/10/2018.
✓ P1 - Prova teórica: 80 %;
✓ L1 - Lista de exercícios em sala 20 %.
Segundo Bimestre: Data Provável 05/12/2018.
✓ P2 - Prova teórica: 80 %;
✓ L2 - Lista de exercícios em sala 20 %.
Prova final abrangendo todo o conteúdo: Valor de 100 % – Data
Provável 18/12/2018.
PLANO DE ENSINO
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 53
ESTRATÉGIA DE ENSINO
✓ Aulas expositivas de 50 minutos cada:
❖ Aulas expositivas com uso de Datashow;
❖ Apresentações contendo animações e vídeos;
❖ Resolução de exercícios no quadro branco;
❖ Apresentação oral de trabalhos em equipes;
❖ Entrega das listas de exercícios conforme as datas agendadas.
✓ Disponibilidade das Apresentações das Aulas: as
apresentações, lista de exercícios, trabalhos de aplicação,
etc., serão disponibilizadas somente pelo sistema SIGAA
(Comunidade virtual – Climatização de Ambiente Construído);
✓ Cabe a cada um dos alunos obter os arquivos da disciplina, de
forma alguma, os arquivos serão repassados em sala de aula.
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RECURSOS NECESSÁRIOS
✓ Para o desenvolvimento das aulas desta disciplina são
necessários os seguintes recursos:
❖ Notebook;
❖ Datashow;
❖ Apresentações das aulas;
❖ Animações e vídeos sobre os tópicos da ementa;
❖ Canetas para quadro branco;
❖ Apagador para quadro branco;
❖ Formulários;
❖ Tabelas termodinâmicas;
❖ Calculadora.
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AVALIAÇÃO
As regras de pontuação seguem as que estão contidas
no projeto pedagógico do curso, ou seja, a avaliação segue o
regimento da UFPA, prevendo-se a atribuição de duas notas
bimestrais e havendo, ao fim do semestre, a aplicação dos
exame final.
A frequência também é apurada conforme regimento
da Universidade. Sendo necessário uma participação acima
de 75 % de presença nas aulas.
A avaliação é feita por meio de provas escritas,
trabalhos individuais ou em grupo; atividades práticas, entre
outrassituações avaliativas, sempre adequadas à
metodologia empregada pelo professor.
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AVALIAÇÃO
02 (duas) provas (uma por bimestre), ou trabalhos (cada
prova será dividida em questões teóricas e práticas).
Frequência Mínima: 75% do total de aulas ministradas.
(onde Nota1 e Nota2 são os valores dos
somatórios das avaliações dos bimestres)
Nota >= Regular e frequência > 75% - Aprovado
30 < Nota < 50 – Exame Final
Nota < 30 – Reprovado
Frequência < 75% - Reprovado
Os alunos em Exame Final terão direito a realização de
uma prova substitutiva, que substituirá a menor nota.
PLANO DE ENSINO
𝐂𝐨𝐧𝐜𝐞𝐢𝐭𝐨 =
𝐍𝐨𝐭𝐚𝟏 + 𝐍𝐨𝐭𝐚𝟐
𝟐
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AVALIAÇÃO
Os valores dos notas de cada avaliação bimestral serão
convertidos nos respectivos conceitos, com a seguinte variação:
✓ Sem Rendimento (S): para alunos que não
comparecerem ou desenvolveram as atividades dos
bimestres ou final;
✓ Insuficiente (I): 0 a 49,99;
✓ Regular (R): 50,0 a 69,99;
✓ Bom (B): 70,0 a 89,99;
✓ Excelente (E): 90,0 a 100,0;
É importante lembrar que para ser aprovado um aluno
deve ter conceito igual ou acima de Regular e presença nas
aulas acima de 75 %, respectivamente.
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REFERÊNCIAS BÁSICAS
Livro Texto: J. E. CORRÊA. Refrigeração e Climatização. Apostila de
notas de aulas, 2004.
ASHRAE. Handbook of fundamentals. Atlanta-GA, American Society
of Heating, Refrigerating and AirConditioning Engineers, 2005.
ASHRAE. Handbook of systems and equipment. Atlanta-GA, American
Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning
Engineers, 2000.
ASHRAE. Handbook of applications. Atlanta-GA, American Society of
Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 1999.
STOECKER, W. F. ; JONES, J. W. Refrigeração e ar condicionado.
São Paulo, McGraw-Hill, 1985.
PLANO DE ENSINO
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REFERÊNCIAS COMPLEMENTAR
SAUER Jr, H. J.; HOWELL, R. H. Principles of heating ventilating and
air conditioning: a textbook based on 1993 ASHRAE handbook-
fundamentals. Atlanta-GA, American Society of Heating,
Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 1994.
WANG, S. K. Handbook of air conditioning and refrigeration. New
York, McGraw-Hill, 1994.
McQUISTON, F.C. ; SPITLER, P.E. Cooling and heating load
calculation manual. Atlanta-GA, American Society of Heating,
Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, 1994. 2 ed.
SIMÕES MOREIRA, J. R. Fundamentos e aplicações da psicrometria.
São Paulo, RPA,1999.
ASHRAE. Psychrometrics: theory and pratice. Atlanta-GA, American
Society of Heating, Refrigerating and AirConditioning
Engineers, 1996.
PLANO DE ENSINO
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DISCUSSÃO
Procedimentos na Sala de Aula
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CONCEITOS, DEFINICÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
CONCEITOS, 
DEFINIÇÕES, 
FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Processo Quase Estático:
✓ Fase de uma Substância Pura:
Aplica-se a quantidade de matéria que é
homogênea tanto na composição química como em sua
estrutura física. Entende-se homogeneidade na estrutura
física quando a matéria é sólida, líquida ou gasosa.
Este processo é definido como um processo no qual
o desvio do estado de equilíbrio termodinâmico é de
ordem infinitesimal. Portanto, todos os estados pelos
quais o sistema passa durante o processo podem ser
considerados como estados de equilíbrio.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 63
Processos Quase Estáticos
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 64
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Estado Morto:
Qualquer desequilíbrio com relação ao meio
ambiente, seja de pressão, temperatura, composição
química, velocidade ou elevação, apresenta-se como uma
oportunidade de desenvolver trabalho.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 65
PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
“Caminho” descrito pelo 
sistema na transformação.P1
V1
T1
U1
P2
V2
T2
U2
Processos Durante a transformação
Isotérmico Temperatura invariável (Constante)
Isobárico Pressão invariável (Constante)
Isovolumétrico, 
Isocórico, Isométrico
Volume (Constante)
Adiabático
É nula a transferência de calor com a 
vizinhança (sem transferência de calor).
Isoentalpico Entalpia invariável (Constante)
Isoentrópico Entropia invariável (Constante)
Estado 2Estado 1
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Ciclos Termodinâmicos:
Um ciclo termodinâmico ocorre quando um fluido de
trabalho de um sistema (substância), em um dado estado
inicial, passa por uma série de mudança de estados
(processos), podendo retornar ou não para o seu estado inicial
ou ser renovado.
O ciclo em que o fluido de trabalho não retorna ao seu
estado inicial é chamado de ciclo aberto. Neste caso, existe
a necessidade de renovação do fluido de trabalho, pois no fim
do processo o fluido de trabalho apresenta características e
propriedades diferentes do estado inicial.
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Fonte quente
Fonte fria
Trabalho – W (do inglês Work)
Ciclo Termodinâmico
De onde a 
máquina retira 
calor QHot.
Para onde a 
máquina rejeita 
calor QCold
A Máquina de Denis Papin
1647 - 1712
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Ciclo Termodinâmico
PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Estado 1 Estado 2
P1;
T1;
V1;
m1;
x1
u1
...
P2;
T2;
V2;
m2;
x2
u2
...
O ciclo onde o fluido de trabalho retorna ao seu estado
inicial e é recirculado na máquina térmica é chamado de ciclo
fechado.
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PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Transformação
P1
V1
T1
U1
P2
V2
T2
U2
Estado 1 Estado 2
Transformação
Variáveis de 
estado
Variáveis de 
estado
Estado 2Estado 1
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PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Transformações Máquinas Térmicas - Diagrama PV
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Exemplo de Ciclo Termodinâmico: Ciclo Otto
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Exemplo de Ciclo Termodinâmico: Ciclo Diesel
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Exemplo de Ciclo Termodinâmico: Ciclo de 
Refrigeração
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PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Regimes dos Processos das Transformações
Processos em Regimes Permanente e Uniforme
Os termos Regime Permanente e Regime
Uniforme são usados frequentemente na engenharia
para indicar o momento da avaliação de um fenômeno,
sendo que:
O termo Regime Permanente significa que não
está ocorrendo nenhuma modificação com as
propriedades de um sistema com o tempo. O oposto de
permanente é um regime transiente ou temporário.
O termo Regime Uniforme indica que não estão
ocorrendo nenhuma variação espacial.
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PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Regimes dos Processos das Transformações
Processos em Regimes Permanente e Uniforme
Regime 
Permanente
Regime 
Uniforme
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Calor (Q):
É a energia que se transfere de um corpo para outro
ou de um ponto para outro de um mesmo corpo, movida
somente pela diferença de temperatura, até que se atinja o
equilíbrio térmico.
O calor é uma propriedade de fronteira e, para haver
transferência de calor não há necessidade de massa entre os
dois corpos.
O calor Q que passa pelas fronteiras do sistema
depende do processo.
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Calor (Q):
 =−
2
1
21 QQ 1 [J] = 1 [N . m]
Comparação entre Calor e Trabalho 
TcmQ =
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 78CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Calor (Q):
 =−
2
1
21 QQ 1,0 (J) = 1,0 (N . m)TcmQ =
Onde:
Q = quantidade de calor sensível (cal ou J).
c = calor específico da substância que
constitui o corpo (cal/g . °C ou J/kg . °C).
m = massa do corpo (g ou kg).
ΔT = variação de temperatura (°C).
Quando:
Q > 0: o corpo ganha calor.
Q < 0: o corpo perde calor.
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Temperatura (T):
Esta é uma grandeza física que mede o estado de
agitação média das partículas do corpo.
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Escalas de Temperatura (T):
São valores normalizados destinados a servir como
referência de comparação para a agitação dos corpos.
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Escalas de Temperatura (T):
São valores normalizados destinados a servir como
referência de comparação para a agitação dos corpos.
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Escalas de Temperatura
PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Escalas de Medição
Celsius, Fahrenheit
Escalas Absolutas
Kelvin, Rankine
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Escala de Temperatura
1 - Kelvin e Celsius: T(K) = 273,16 + T(°C)
2 - Rankine e Kelvin: T(°R) = 1,8 . T(K)
3 - Fahrenheit e Rankine: T (°F) = T(°R) - 459,67
4 - Fahrenheit e Celsius: T (°F) = 1,8 . T(°C) + 32
PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CILCOS
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Exercício 1. Escreva a relação entre graus Celsius [°C] e
Fahrenheit [°F].
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Solução: Interpolando linearmente as escalas
entre a referência de gelo fundente e
a referência de vaporização da água,
tem-se:
32212
32
0100
0
−
−
=
−
− FC oo
)32F(
9
5
C oo −=
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Termômetro 
Digital
Termômetro 
Infravermelho
Medidores de Temperatura
Termômetro 
Convencional
Termômetro de Gás de 
volume constante
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Escala de Gás
Escala de Temperatura de Gás Escala Kelvin
Temperatura do banho
a é uma constante arbitrária
pT = a
tpp
16,273
=a








=
tpp
p
T 16,273
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 87
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Representação da Mudança de Estado - Trocas de calor
Para que o estudo de trocas de calor seja realizado com
maior precisão, este é realizado dentro de um aparelho chamado
calorímetro, que consiste em um recipiente fechado incapaz de
trocar calor com o ambiente e com seu interior.
Dentro de um calorímetro, os corpos colocados trocam
calor até atingir o equilíbrio térmico. Como os corpos não trocam
calor com o calorímetro e nem com o meio em que se encontram,
toda a energia térmica passa de um corpo ao outro.
Como, ao absorver calor Q > 0 e ao transmitir calor Q < 0,
a soma de todas as energias térmicas é nula, ou seja:
ΣQ = 0
𝑸𝟏 +𝑸𝟐 +𝑸𝟑 +∙∙∙ +𝑸𝒏 = 𝟎
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 88
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Representação da Mudança de Estado – Calor Sensível
É denominado calor sensível, a quantidade de calor
que tem como efeito apenas a alteração da temperatura
de um corpo.
Este fenômeno é regido pela lei física conhecida
como Equação Fundamental da Calorimetria, que diz que a
quantidade de calor sensível (Q) é igual ao produto de sua
massa (m), da variação da temperatura (T) e de uma
constante de proporcionalidade (c) que dependente da
natureza de cada corpo denominada calor específico.
𝑸𝑺 = 𝒄 ∙ 𝒎 ∙ ∆𝑻
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 89
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Representação da Mudança de Estado – Calor Latente
Nem toda a troca de calor existente na natureza se
detém a modificar a temperatura dos corpos. Em alguns
casos há mudança de estado físico destes corpos. Neste
caso, chama-se a quantidade de calor calculada de calor
latente.
A quantidade de calor latente (QL) é igual ao
produto da massa do corpo (m) e de uma constante de
proporcionalidade (L).
𝑸𝑳 = 𝒎 ∙ 𝑳
Quando:
Q > 0: o corpo ou substância se funde ou vaporiza.
Q < 0: o corpo ou substância se solidifica ou condensa.
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Representação da Mudança de Estado – Calor Latente
A constante de proporcionalidade é chamada
calor latente de mudança de fase e se refere a
quantidade de calor que 1,0 (g) da substância calculada
necessita para mudar de uma fase para outra.
Além de depender da natureza da substância,
este valor numérico depende de cada mudança de
estado físico. Por exemplo, para a água:
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 91
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Representação da Mudança de Estado - Trocas de calor
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 92
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Representação da Mudança de Estado
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Ponto Triplo da Água 
para a água: 
P = 0,6113 (kPa) 
e T = 0,01 (°C)
para a água a temperatura do 
ponto triplo: T = 273,16 (K)
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Exercício 2: Um tanque de volume 0,85 (m3) contém
inicialmente uma mistura de água e vapor d’água em
equilíbrio a 260 (°C) e título de 0,7. O vapor d’água
saturado a 260 (°C) é vagarosamente retirado através
de uma válvula reguladora de pressão localizada no topo
do tanque e ao mesmo tempo calor é transferido para o
tanque para manter a pressão constante. Este processo
é contínuo até que o tanque esteja repleto de vapor
saturado a 260 (°C). Determinar a quantidade de calor
transferido, em (kJ), desprezar a variação de energia
cinética e potencial.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
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Exercício 3: Um bloco de um material desconhecido e de
massa 1,0 (kg) encontra-se à temperatura de 80 (°C), ao
ser encostado em outro bloco do mesmo material, de
massa 500 (g) e que está em temperatura ambiente
20 (°C). Qual a temperatura que os dois alcançam em
contato? Considere que os blocos estejam em um
calorímetro.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 4: Em uma cozinha, uma chaleira com 1,0 (l) de água
ferve. Para que ela pare, são adicionados 500 (ml) de
água à 10 (°C). Qual a temperatura do equilíbrio do
sistema?.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 96
Exercício 5: A que quantidade de calor deve absorver uma
amostra de gelo de massa igual a 720 (g) a – 10 (°C) para
passa ao estado líquido a 15 (°C)? Se for fornecido ao gelo
uma energia total, na forma de calor, de apenas 210 (kJ),
quais são o estado final e a temperatura da amostra?
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 6: Um lingote de cobre de massa igual a 75 (g) é
aquecido em um forno de laboratório até a temperatura de
312 (°C). Em seguida, o lingote é colocado em um béquer de
vidro contendo uma massa de 220 (g) de água. A capacidade
térmica do béquer é de 45 (cal/K) A temperatura inicial da
água e do béquer é de 12 (°C). Supondo que o lingote, o
béquer e a água são um sistema isolado e que a água não é
vaporizada, determine a temperatura final do sistema
quando o equilíbrio térmico for atingido.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 97
Exercício 7: Qual a temperatura de equilíbrio entre um
bloco de alumínio de 200 (g) à 20 (°C) mergulhado em
um litro de água à 80 (°C)? Dados calor específico:
água é igual a 1,0 (cal/g . °C) e do alumínio é igual a
0,219 (cal/g . °C).
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Exercício 8: Qual a quantidade de calor necessária para
que um litro de água vaporize? Dado: densidade da
água igual a 1,0 (g/cm³) e calor latente de vaporização
da água é igual a 540 (cal/g).
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 98
Conceito de Pressão
A
F
p Normal
AA 

=
→
lim
CONCEITOSFUNDAMENTAIS - Pressão
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 99
Pressão Absoluta e Relativa
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 100
1 [atm] = 10332,27 [kgf/cm²]
1 [atm] = 760 [mmHg] = 101,325 [kPa]; 1 atm = 1,013250 bar;
1 bar = 105 N/m2 (Pa); 1 bar = 0,9869 atm; 1 bar = 100 kilopascals (kPa)
Pressão Absoluta e Relativa
pabs = patm + pm 
pm = pabs - patm
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 101
ghhp  ==
Piezômetro
Esquema de um manômetro em U
Manômetro do tipo Bourdon
Medidores de Pressão
Sensor de pressão
ghhpp atm  ==−
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 102
Exercício 9. Um manômetro instalado em uma tubulação
de vapor registra a pressão de 50 kPa. Se a pressão
atmosférica local é de 101,325 kPa, determine a
pressão absoluta correspondente.
EXERCÍCIO DE APLICAÇÃO
Solução:
kPa151,32550101,325p efetivaatmabs =+=+= pp
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 103
CONCEITOS, DEFINIÇÕES E ENUNCIADOS
✓ Trabalho (W):
Um sistema termodinâmico produz trabalho quando
toda energia liberada pode ser convertida no aumento da
energia potencial da posição de um em relação a outro
corpo, ou seja, neste sistema o trabalho produzido deve ter
o mesmo efeito sobre o meio (tudo externo ao sistema) que
o de levantamento de um peso.
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 104
CONCEITOS, DEFINIÇÕES E ENUNCIADOS
Trabalho 
dxFW = 1 [J] = 1 [N . m]
Trabalho de Expansão
dVPW =
dxAPdxFW ==
1,0 (W) = 1,0 (J/s)
Potência
1 (cal) = 4,1865 (J)
ሶ𝑾 =
𝜹𝑾
𝜹𝒕
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CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
Convenções de Calor e Trabalho
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Considerações sobre o Calor e o Trabalho
✓O calor e o trabalho são, ambos, fenômenos transitórios.
Os sistemas nunca possuem calor ou trabalho, porém
qualquer um deles ou, ambos, atravessam a fronteira do
sistema, quando o sistema sofre uma mudança de estado.
✓ Tanto o calor quanto o trabalho são fenômenos de
fronteira. Ambos são observados somente nas fronteiras
do sistema, e ambos representam energia atravessando a
fronteira do sistema.
✓ Tanto calor como trabalho são funções de linha e têm
diferenciais inexatas.
✓ Calor e trabalho NÃO são propriedades termodinâmicas.
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Considerações sobre o Calor e o Trabalho
✓ Enunciado de Clausius:
“É impossível admitir-se uma máquina cíclica que 
transfere calor de uma fonte fria para uma fonte quente, 
sem que ela se movimente a custa de um trabalho externo.”
Prof. Cruz dos Santos, Dr. Eng. 28/08/2018 108
CONCEITOS, DEFINIÇÕES, FUNDAMENTOS E 
ENUNCIADOS
✓ Lei Zero da Termodinâmica:
“Se A e B são dois corpos de um sistema em equilíbrio
térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em
equilíbrio térmico um com o outro, ou seja, a temperatura
desses sistemas é a mesma”.
A B
C
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PROCESSOS, TRANSFORMAÇÕES E CICLOS
Certa massa delimitada 
por uma fronteira.
Vizinhança do sistema.
O que fica fora da 
fronteira
Sistema isolado
Sistema que não troca energia 
nem massa com a sua vizinhança.
Sistema fechado
Sistema que não troca 
massa com a vizinhança, mas 
permite passagem de calor e 
trabalho por sua fronteira.
Sistema Termodinâmico
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Unidades Geométricas e Mecânicas
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
Grandezas Nome Símbolo Definição Observação
Comprimento metro m
Comprimento igual a 1.650.763,73
do comprimento de onda, no vácuo
da radiação correspondente à
transição entre os níveis 2p10 e 5d5
do átomo de Criptônio 86.
Unidade de base – definição
ratificada pela 11ª. CGMP/1960.
Massa quilograma kg
Massa do protótipo internacional
do quilograma
1) Unidade Base – definição
ramificada pela 3ª.
CGPM/1901;
2) Esse protótipo é conservado
no Bereau Internacional de
pesos e medidas, em Sèvres,
França.
Tempo segundo s
Duração de 9.192.931.700
períodos da radiação
correspondente à transição entre
os dois níveis hiperfinos do estado
fundamental do átomo de Césio 133.
Unidade de base – definição
ratificada pela 13ª.CGPM/1967.
Temperatura 
Termodinamica
Kelvin K
Fração 1/273,16 da temperatura
termodinâmica do ponto tríplice da
água.
Kelvin é uma unidade de base
– definição ratificada pela 13ª.
CGPM/1967.
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Grandezas e Unidades Fundamentais
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
GRANDEZAS 
FUNDAMENTAIS
UNIDADES FUNDAMENTAIS
NOME SÍMBOLO
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Temperatura Kelvin K
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Grandezas e Unidades Derivadas
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
GRANDEZA 
DERIVADA
EQUAÇÃO 
FÍSICA
SIMBOLOGIA
UNIDADE 
DERIVADA
Força N (Newton)
Energia J (Joule)
Trabalho J (Joule)
Calor J (Joule)
Potência W(Watt)
Pressão Pa (Pascal)
Volume específico -----
Massa específica -----
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Fatores de Conversão de Unidades
COMPRIMENTO
1 m 3,281 ft = 39,37 in
1 cm = 0,3937 in
1 km = 0,6214 in
1 ft = 0,3048 m
1 in = 0,0254 m
1 in = 5280 ft = 1609,3
ÁREA
1 m2 = 10,76 ft2
1 cm2 = 0,1550 in2
1 ft2 = 0,0929 m2
1 in2 = 645,16 mm2
VOLUME
1 m3 = 35,315 ft3
1 cm3 = 0,06102 in3
1 l = 0,001 m3 = 0,035315 ft3
1 gal = 231 in3
1 ft3 = 0,028 317 m3
1 in3 = 1.6387 x 10-5 m3
1 gal = 0,0037854 m3
MASSA
1 lg = 2,20462 lbm
1 ton = 1000 kg
1 lbm = 0,453592 kg
1 slug = 14,594 kg
1 ton = 2000 lbm
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Fatores de Conversão de Unidades
PRESSÃO
1 Pa = 1 N/m2
1 kPa = 0,145038 psi
1 in Hg = 0,9412 psi
1 mm Hg = 0,1333 kPa
1 psi = 6,894757 kPa
1 inHg = 3,387 kPa
1 bar = 100 kPa
1 atm = 101,325 kPa = 14,696 psi =
760 mmHg = 29,92 inHg
FORÇA
1 N = 1 kg m/s2
1 N = 0,224809 lbf
1 lbf = 4,448222 N
1 dina = 1 x 10-5 N
ENERGIA
1 Btu= 778,169 ft lbf
1J = 9,478 x 10-4 Btu
1 cal = 4,1840 J
1 Btu = 1,055056 kJ
1 ft lbf = 1,3558 J
1 IT cal = 4,1868 J
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Fatores de Conversão de Unidades
ENERGIA ESPECÍFICA
1 kJ/kg = 0,42992 Btu/lbm
1 kJ/kg mol = 0,4299 Btu/lbmol
1 Btu/lbm = 2,326 kJ/kg
1 Btu/lbmol = 2,326 kJ/kg mol
ENTROPIA ESPECÍFICA, CALOR ESPECÍFICO, CONSTANTE DO
GÁS
1 kJ/kg K = 0,2388 Btu/lbm °R
1 kJ/kg mol K = 0,2388 Btu/lbmol °R
1 Btu/lbmR = 4,1868 kJ/kg K
1 Btu/lbmolR = 4,1868 kJ/kg K
MASSA ESPECÍFICA
1 kg/m3 = 0,062428 lbm/ft3 1 lbm/ft3 = 16,0185 kg/m3
VOLUME ESPECÍFICO
1 m3/kg = 16,018 ft3/lbm 1 ft3/lbm = 0,062428 m3/kg
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Fatores de Conversão de Unidades
POTÊNCIA
1 W = 1 J/s
1 kW = 1,3410 hp = 3412 Btu/h
Btu = 1,055056 kW
1 hp = 550 ft lbf/s = 2545 Btu =
745,7 W
VELOCIDADE
1 m/s = 3,281 ft/s =
1 ft/s = 0,3048 m/s
1 mph = 1,467 ft/s = 0,4470 m/s
TEMPERATURA
T[°C] = (5/9) . (T[°F] - 32)
T[°C] = T[K] – 273,15
T[K] = (5/9) . T[°R]
T[K] = 1,8 . T[°R]
T[K] = T[°C]
T[°F] = (9/5) . T[°C] + 32
T[°F] = T[°R] – 459,67
T[R] = T[°F]
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REVISÃO
Assuntos da Aula
✓ Introdução a termodinâmica;
✓ Plano de ensino:
❖ Identificação;
❖ Ementa;
❖ Objetivos (gerais e específicos);
❖ Conteúdo programático;
❖ Carga horária e cronograma;
❖ Estratégias de ensino;
❖ Recursos necessários;
❖ Avaliação;
❖ Referências.
✓ Conceitos, definições, fundamentos e enunciados:
❖ Calor e trabalho;
❖ Estado e processos;
❖ Equilíbrio e ciclo termodinâmicos.
✓ Unidade de medida;
✓ Revisão.
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AGRADECIMENTO
MUITO OBRIGADO!

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