5 08 AOP POD Balanços de energia em sistemas abertos no estado estacionário

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TRILHA DE APRENDIZAGEM - Podcast 
 
BLOCO [5]: [Balanço de Energia em sistemas abertos] 
Olá aluno! 
Eu sou o Professor Cláudio Mônico Innocencio e neste Podcast você entenderá como funciona o 
Balanço de Energia em sistemas abertos. 
 
Vamos tratar de partes deste tipo de balanço de energia: 
• O papel do trabalho 
• Balanço de energia para o sistema aberto em regime permanente 
• Balanço de energia para o sistema aberto em regime estacionário 
 
• Vamos entender o papel do trabalho? 
• Por definição, nos sistemas abertos há matéria atravessando as fronteiras durante o processo. 
• Logo, o trabalho é realizado sobre o sistema pelas vizinhanças para fazer a massa entrar, e o 
trabalho é realizado pelo sistema sobre as vizinhanças pela massa que sai do sistema. 
• O trabalho líquido (W ̇) realizado sobre um sistema aberto pelas suas vizinhanças pode ser 
escrito como: 
 
• We: trabalho de eixo ou trabalho realizado sobre ou pelo fluido (de processo sistema) por 
partes móveis dentro do sistema. 
• Wf: trabalho de fluxo ou trabalho PV. É o trabalho líquido devido ao fluxo de matéria 
através do sistema ou trabalho realizado sobre fluido na entrada menos trabalho realizado 
pelo fluido na saída do sistema. 
 
• Vamos entender como ocorre Balanço de energia para o sistema aberto em regime 
permanente? 
 
• ENTRA (Energia) = SAI (Energia) 
 
• Isso porque não há acúmulo de energia já que o estado é estacionário e também 
não existem os termos de geração ou consumo de energia porque ela não pode ser 
criada nem destruída. 
 
TRILHA DE APRENDIZAGEM - Podcast 
 
• O que entra de energia no sistema é dado pelas velocidades das energias cinética 
(Ec), potencial (Ep) e interna (U )̇ das correntes que entram na unidade de processo 
somadas às quantidades de energia transferidas por unidade de tempo como calor 
(Q ̇) e trabalho (W ̇ ). 
• O que sai de energia do sistema é a somatória das velocidades das energias cinética 
(Ec), potencial (Ep) e interna (U ̇) das correntes que saem da unidade de processo. 
• Vamos conhecer o balanço de energia para sistemas abertos no estado estacionário? 
• O balanço de energia para sistemas abertos no estado estacionário, na sua forma geral, é 
escrito como: 
 
• Resumindo algumas simplificações das equações, teremos: 
• Se não há partes móveis no sistema, We = 0, logo: 
 
• Se o sistema e sua vizinhança estão na mesma temperatura, Q = 0, logo: 
 
• Se as velocidades lineares das correntes são as mesmas, ∆Ec = 0, logo: 
 
• Se todas as correntes entram e deixam o processo à mesma altura, ∆Ep = 0, logo: 
 
Bons estudos e sucesso! 
 
Referências: 
FELDER, R. M. Princípios elementares dos processos químicos / Richard M. Felder, Ronald W. Rousseau, Lisa 
G. Bullard ; tradução Luiz Eduardo Pizarro Borges. - 4. ed. - Rio de Janeiro : LTC, 2018. 
JÚNIOR, A. C. B; CRUZ, J. G. da. Balanços de massa e energia na análise de processos químicos. Coleção 
UAB−UFSCar. São Carlos. 2011. 
MARANGONI, C. Apostila de Balanço de Massa e Energia. Universidade Federal de Santa Catarina. 2017