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Aula 1
Sistemas Térmicos 
e Energéticos
Prof. Dr. Ana Carolina Tedeschi 
Gomes Abrantes
Apresentação
Grd. Eng. Química 
UFPR
Esp. Petróleo e Gás
PRH24-UFPR
Esp. Gestão de
Projetos FAE
Msc. Eng. Materiais
PIPE-UFPR
Dr. Eng. Materiais 
PIPE-UFPR
7 ½ anos -
indústria 
petroquímica
6 anos – ensino 
técnico e superior
Consultorias
Conversa Inicial
Engenheiro de 
produção: gerencia 
os recursos 
humanos, 
financeiros
e materiais de uma 
empresa, com o
objetivo de 
aumentar
sua produtividade e 
rentabilidade
Conhecimento dos 
equipamentos 
utilizados no 
processo produtivo, 
visando otimizar a 
integração da mão 
de obra e da 
matéria-prima com 
estes
equipamentos
Sistemas Térmicos e
Energéticos: 
envolvem
equipamentos
abrangentes a todo
tipo de indústria
Contextualização
http://www.shutterstock.com/pic-179065586/stock-photo-a-
modern-industrial-boiler-industrial-building-
interior.html?src=wBmpXgpe9ByRys2NvmO3aA-1-0
http://www.shutterstock.com/pic-285674204/stock-photo-
cooling-tower-power-
plant.html?src=0wyArWe8J4qWGv6bF20weA-1-5
http://www.shutterstock.com/pic-85522432/stock-photo-
close-up-shot-of-turbo-diesel-
engine.html?src=wGhpjnhwmkpNr5cJjQHnzQ-1-31
Conceitos Fundamentais
Propriedades das 
sustâncias puras
Diagramas e 
tabelas
Leis da 
Termodinâmica 
Máquinas Térmicas
Tema 1 -
Propriedades de 
substâncias puras 
Substâncias Puras
Conceito: formadas 
por único tipo 
elemento, seja 
atômico ou 
molecular
Substâncias Puras
Sistemas reais: possuem 
contaminação
desprezível ou 
composição
química constante e 
homogênea
Exemplos: água e ar 
atmosférico
Fases e mudança de fases
Snapgalleria/shutterstock
Saturação
O líquido e o vapor 
na temperatura e 
na pressão de 
saturação são 
chamados de 
saturados
Saturação
Título: Quantifica a porção 
de líquido existente no 
vapor saturado
através de uma 
propriedade definida
como título
ݔ ൌ 
݉௩
݉௩ ൅݉௟
. 100
E fora da saturação?
Líquido 
subresfriado
Vapor 
superaquecido
Gás
Equação de estado
As variáveis dos 
gases perfeitos são 
correlacionadas em 
equações de 
estado:
ܸܲ ൌ ܴ݉ܶ, ܴ ൌ
തܴ
ܯ
Tema 2 -
Diagramas e 
tabelas
Diagramas
Os diagramas de 
fases são gráficos 
que correlacionam 
duas variáveis 
independentes das 
substâncias puras.
As variáveis mais 
utilizadas são
temperatura e
pressão
Diagramas
Magnetix/shutterstock
Diagramas
Fonte: ÇENGEL e BOLES (2013).
Tabelas de vapor
Fonte: ÇENGEL e BOLES (2013).
Tema 3 - Leis da 
Termodinâmica
Lei Zero
Princípio do 
Equilíbrio Térmico
Lei Zero
Quando dois corpos de 
temperaturas diferentes estão 
em contato, calor
fluirá do corpo mais
quente para o corpo
mais frio até que a 
temperatura dos dois
corpos seja a mesma
Lei Zero
Se dois corpos 
estiverem em 
equilíbrio com um 
terceiro, estarão 
em equilíbrio entre 
si, ou seja, com a 
mesma 
temperatura
1ª Lei
Princípio da 
Conservação da 
Energia
A energia não pode 
ser criada ou 
destruída, somente 
transformada
ࡽ ൅ ࢃ ൌ ∆ࢁ
http://www.shutterstock.com/pic-467129534/stock-photo-
illustration-of-different-thermodynamical-
processes.html?src=LT6cr0K6yC5lyS3Zis1j7A-1-21
1ª Lei
2ª Lei
Os processos ocorrem 
espontaneamente em uma 
determinada direção,
sendo necessário
realizar um gasto
energético para
forçar a operação
contrária
2ª Lei
A energia é 
quantificada e 
qualificada
Máquinas Térmicas
Entropia
Mede a parcela de 
energia que não 
pode mais ser 
transformada em 
trabalho em 
transformações 
termodinâmicas
Entropia
Para processos 
naturais e em 
sistemas isolados, 
a Entropia sempre 
aumenta e é 
máxima quando o 
sistema encontra-
se em equilíbrio
http://www.shutterstock.com/pic-352606064/stock-photo-
demonstration-of-entropy-by-reversible-and-irreversible-
processes.html?src=Ns52Ipmn89tceIUCUTaY9Q-1-2
3ª lei
Princípio de Nernst
Entropia é nula 
quando o sistema 
encontra-se no 
zero absoluto de 
temperatura
3ª lei
A entropia é 
mínima em 0K e 
que em qualquer 
outra situação será 
sempre positiva
http://www.shutterstock.com/pic-481199179/stock-photo-
high-entropy-concept-3d-
rendering.html?src=wEKV4XkW89C0eg5EPj0IwQ-1-3
Tema 4 – Máquinas 
Térmicas
Conceito
Fonte: http://www.infoescola.com/fisica/maquina-termica/
Ciclo de Carnot
Fonte: http://www.mspc.eng.br/termo/termod0510.shtml
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Classificação
Sistemas abertos: 
máquinas 
dinâmicas 
motoras: 
transformam 
energia térmica 
em energia 
cinética 
(turbinas)
Classificação
geradoras: 
transformam 
energia cinética 
em energia 
térmica (turbo 
compressores)
Classificação
Sistemas fechados: máquinas 
volumétricas 
motoras:
movimentação de
um embolo ou
pistão por um
fluido com elevada
energia térmica
Classificação
geradoras: o 
fluido tem sua 
energia térmica 
e/ou pressão 
aumentada 
devido à redução 
forçada de seu 
volume
Síntese