Cap1 - Termo1_2019

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<p>2/19/2019</p><p>1</p><p>Termodinâmica 1Capítulo 1 - Conceitos Fundamentais</p><p>Elzídio Rodrigues</p><p>Tópicos</p><p>Termodinâmica 1 2</p><p> Introdução</p><p> Áreas de Aplicação da Termodinâmica</p><p> Sistemas Termodinâmicos</p><p> Propriedades de um Sistema</p><p> Estado e Equilíbrio</p><p> Processos e Ciclos</p><p> Postulado de Estado. Diagrama</p><p> Pressão</p><p> Temperatura</p><p>2/19/2019</p><p>2</p><p>Introdução</p><p>Termodinâmica 1 3</p><p> Embora os princípios da termodinâmica existam desde a criação do universo, a</p><p>termodinâmica só surgiu como ciência aquando da construção das primeiras</p><p>máquinas a vapor, em Inglaterra, por Thomas Savey em 1697 e Thomas Newcomem</p><p>em 1772.</p><p> Essas máquinas eram muito lentas e ineficientes, mas abriram o caminho para o</p><p>desenvolvimento desta nova ciência.</p><p> A Primeira e a Segunda leis da termodinâmica surgiram simultaneamente por volta</p><p>de 1850, principalmente através dos trabalhos de William Rankine, Rudolph Causius</p><p>e Lord Kelvin (anteriormente William Thompsom)</p><p>Introdução</p><p>Termodinâmica 1 4</p><p> O termo Termodinâmica foi usado pela primeira vez por Lord Kelvin, numa</p><p>publicação em 1849</p><p> O primeiro compêndio de termodinâmica foi escrito em 1859 por William Rankine,</p><p>então professor na Universidade de Glasgow</p><p> A termodinâmica pode ser definida como ciência da energia.</p><p> Embora se tenha percepção do que é energia, é difícil defini-la com precisão.</p><p> A energia pode ser vista como capacidade de provocar alterações</p><p>2/19/2019</p><p>3</p><p>Introdução</p><p>Termodinâmica 1 5</p><p> A palavra Termodinâmica advém das palavras gregas</p><p>THERME - CALOR</p><p>DYNAMIS - FORÇA/POTÊNCIA</p><p> Seu estudo formal começou no século XIX, motivado pelas primeiras tentativas de</p><p>transformar CALOR em TRABALHO.</p><p> Actualmente a Termodinâmica é a ciência que estuda a ENERGIA e as suas diversas</p><p>transformações, incluindo a sua produção, refrigeração e relações existentes entre</p><p>propriedades da matéria.</p><p>Introdução</p><p>Termodinâmica 1 6</p><p> Princípio de conservação de energia – é uma das principais leis da natureza. Estabelece que:durante uma interacção, a energia pode mudar de uma forma para outra, mas a quantidadetotal permanece a constante, ou seja, a energia não pode ser criada ou destruída.</p><p> A alteração no conteúdo de energia de um corpo ou de qualquer outro sistema é igual adiferença entre a entrada e a saída de energia e o balanço de energia é expresso por:</p><p>− = ∆ 1.1</p><p>2/19/2019</p><p>4</p><p>Introdução</p><p>Termodinâmica 1 7</p><p> A Primeira Lei da Termodinâmica – é uma expressão do princípio de conservação de energiae diz que a energia é uma propriedade termodinâmica.</p><p> A Segunda Lei da Termodinâmica – A energia tem qualidade assim como quantidade e queos processos reais ocorrem na direcção da diminuição da qualidade de energia.</p><p> A Lei Zero da Termodinâmica - estabelece que se dois corpos estão em equilíbrio térmicocom um terceiro corpo, eles estão também em equilíbrio térmico entre si.</p><p>Áreas de Aplicação da Termodinâmica</p><p>Termodinâmica 1 8</p><p> Todas as actividades na natureza envolvem alguma interacção entre energia e matéria, assimé difícil imaginar uma área que não se relacione à Termodinâmica de alguma maneira.</p><p>2/19/2019</p><p>5</p><p>Sistemas Termodinâmicos</p><p>Termodinâmica 1 9</p><p> Sistema Termodinâmico é qualquer quantidade de matéria, ou região do espaço, que seescolhe com o objectivo de estudar o seu comportamento.</p><p> Vizinhança - Massa ou região fora dos sistema</p><p> Fronteira – Superfície real ou imaginária que separa o sistema da sua vizinhança.</p><p> Fronteira pode ser móvel ou fixa</p><p>Sistemas Termodinâmicos</p><p>Termodinâmica 1 10</p><p> Os sistemas podem ser considerados Fechados ou abertos, dependendo da selecção de uma massafixa ou de um volume fixo para o estudo</p><p> Sistema fechado (massa de controle) – consiste em uma quantidade fixa de massa e nenhuma podeatravessar a sua fronteira. Energia sim (na forma de Calor ou Trabalho)</p><p> Se, em um caso especial, nem a energia atravessa a fronteira, esse sistema é chamado de SistemaIsolado.</p><p> Sistema Aberto (Volume de Controlo) – é uma região criteriosamente seleccionada no espaço.Constitui um dispositivo com fluxo de massa., como um compressor, uma turbina ou um bocal.Energia e massa atravessam fronteira de um VC. A fronteira de um volume de controlo é chamadade superfície de controlo.</p><p>2/19/2019</p><p>6</p><p>Sistemas Termodinâmicos</p><p>Termodinâmica 1 11</p><p> Um volume de controle pode ter um tamanho e forma fixos, como no caso de um bocal, oupode envolver uma fronteira móvel.</p><p> As relações termodinâmicas que se aplicam aos sistemas abertos são diferentes das que seaplicam aos sistemas fechados. Por isso é muito importante que reconheçamos o tipo desistema antes de começarmos a analisar o seu comportamento.</p><p>Propriedades de um Sistema</p><p>Termodinâmica 1 12</p><p> Qualquer característica de um sistema é chamado de propriedade. Algumas propriedadesconhecidas são a pressão , a temperatura , o volume e a massa .</p><p> As propriedades podem ser classificadas como intensivas ou extensivas</p><p> Propriedades intensivas – são aquelas que são independentes do tamanho do sistema.</p><p> Exemplo: Temperatura, pressão e densidade</p><p> Propriedades Extensivas – dependem do tamanho ou extensão do sistema.</p><p> Exemplo: massa ( ), Volume, Energia</p><p> Em geral, as letras maiúsculas são usadas para indicar propriedades extensivas (a massa éa grande excepção), as minúsculas para as propriedades intensivas (a Pressão e aTemperatura são excepções)</p><p> As propriedades extensivas por unidade de massa são chamadas de propriedadesespecíficas.</p><p> Exemplo: Volume específico ( = ⁄ ).</p><p>2/19/2019</p><p>7</p><p>Propriedades de um Sistema</p><p>Termodinâmica 1 13</p><p> Um modo mais fácil de determinar se uma propriedade é intensiva ou extensiva é dividir o</p><p>sistema em duas partes iguais. Cada parte terá propriedades intensivas com o mesmo valor</p><p>do sistema original, mas a metade do valor original no caso das propriedades extensivas.</p><p>Densidade e Densidade Relativa</p><p>Termodinâmica 1 14</p><p> A densidade é definida como massa por unidade de volume</p><p>= ⁄ 1.2</p><p> O inverso da densidade é o volume específico , definido como volume por unidade de massa, ou seja</p><p>= = 1.3</p><p> Em geral a densidade de um substância depende da temperatura e da pressão.</p><p> A densidade da maioria dos gases é proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura.</p><p> Os líquidos e os gases são substâncias essencialmente incompressíveis e a variação de suas densidades com a pressão é geralmente desprezível.</p><p> Densidade relativa é definida como a razão entre a densidade da substância e a densidadede alguma substância padrão, a uma temperatura específica.</p><p>= 1.4</p><p>2/19/2019</p><p>8</p><p>Estado e Equilíbrio</p><p>Termodinâmica 1 15</p><p> Num dado estado de equilíbrio todas as propriedades do sistema tem valores fixos. Basta,apenas, o valor de uma propriedade se altere para o sistema mudar de estado.</p><p> A termodinâmica trata de estado em equilíbrio.</p><p> Um sistema em equilíbrio não passa por mudanças quando é isolado de sua vizinhança.</p><p> Existem muitos tipos de equilíbrio e um sistema não está em equilíbrio termodinâmico amenos que as condições para todos os tipos de equilíbrio relevantes sejam atendidas</p><p> Equilíbrio Térmico – Se a temperatura for igual em todo o sistema, ou seja, o sistema nãocontém nenhuma variação diferencial de temperatura, que é a força motriz do fluxo decalor.</p><p> Equilíbrio Químico – Se a composição química não muda com o tempo, ou seja se nãoocorrer nenhuma reacção química.</p><p>Estado e Equilíbrio</p><p>Termodinâmica 1 16</p><p> Equilíbrio de Fases – se um sistema contém duas fases e a massa de cada fase atinge um nível deequilíbrio e permanece nele.</p><p> Equilíbrio Mecânico – Está relacionado com a pressão, e um sistema está em equilíbrio mecânico senão houver variação na pressão em qualquer ponto do sistema com o tempo. Entretanto a pressãopode variar com a altura dentro do sistema como resultado de efeitos gravitacionais.</p><p>2/19/2019</p><p>9</p><p>Processos e Ciclos</p><p>Termodinâmica 1 17</p><p> Toda a mudança pela qual um sistema passa de um estado de equilíbrio para o outro échamada de Processo</p><p> A série de estados através dos quais um sistema passa durante um processo é chamadoPercurso de Processo</p><p> Para descrever</p><p>completamente um processo é especificar os estados inicial e final doprocesso, bem como o percurso que ele segue, além das interacções com a vizinhança.</p><p>Processos e Ciclos</p><p>Termodinâmica 1 18</p><p>Processos Quase Estático</p><p> Quando um processo ocorre de tal modo que o sistema permanece em qualquermomento em estados de equilíbrio ou infinitamente próximo destes, ele é chamadode processo quase-estático.</p><p> Um processo quase-estático pode ser visto como um processo suficientemente lentoque permite o sistema ajustar-se internamente para que as propriedades de umaparte do sistema não mudem mais rapidamente do que as propriedades das outraspartes.</p><p>2/19/2019</p><p>10</p><p>Processos e Ciclos</p><p>Termodinâmica 1 19</p><p>Processos Quase Estático</p><p> Os processos quase-estáticos servem de modelos com os quais se comparam os processosreais</p><p> Processos quase-estáticos são fáceis de analisar e o trabalho fornecido nestes processos émáximo nos dispositivos que produzem trabalho e mínimo nos que recebem trabalho(Bombas e Compressores)</p><p>Processos e Ciclos</p><p>Termodinâmica 1 20</p><p>Diagramas</p><p> Diagramas de processo traçados com o emprego de propriedades termodinâmicas comocoordenadas são muito úteis na visualização dos processos. Algumas propriedades comunsusadas como coordenadas são a temperatura, a pressão e o volume.</p><p> O percurso do processo indica uma série de estados de equilíbrio pelos quais o sistemapassa durante um processo e tem significado apenas para processos de quase equilíbrio.</p><p>2/19/2019</p><p>11</p><p>Processos e Ciclos</p><p>Termodinâmica 1 21</p><p> O prefixo iso é usado para designar uma transformação/processo em que uma dadapropriedade permanece constante.</p><p> Transformação isotérmica, a temperatura permanece constante,</p><p> Transformação isobárica a pressão não varia,</p><p> Transformação isocórica, ou isométrica, o volume permanece constante.</p><p> Diz-se que um sistema realizou um ciclo se regressou ao estado inicial no fim doprocesso</p><p>Processo em Regime Permanente</p><p>Termodinâmica 1 22</p><p> Os termos permante e uniforme são usados são usados com frequência na engenhariaportanto é importante ter uma compreensão clara dos seus significados</p><p> O termo permanente implica nenhuma modificação com o tempo. O oposto de permanenteé transiente, ou temporário.</p><p> O termo uniforme, por sua vez implica nenhuma variação espacial.</p><p> Um grande número de equipamentos de engenharia opera por longos períodos sob asmesmas condições e são classificados como dispositivos de regime permanente</p><p> Os processos que envolvem tais dispositivos podem razoavelmente ser bem representadospor um processo algo idealizado chamado de processo em regime permanente.</p><p>2/19/2019</p><p>12</p><p>Processo em Regime Permanente</p><p>Termodinâmica 1 23</p><p> Processo em regime permanente é definido como um processo durante o qual um fluidoescoa através de um volume de controle de forma permanente, ou seja, as propriedadespodem mudar de um ponto para o outro dentro do volume de controle, mas em qualquerponto fixo elas permanecem as mesmas durante todo o processo.</p><p> Assim, o volume, a massa e o conteúdo de de energia total do volume de controlepermanecem constantes durante um processo em regime permanente</p><p>Postulado de Estado</p><p>Termodinâmica 1 24</p><p> O estado de um sistema é definido por um conjunto de valores de propriedades do sistema.</p><p> Não é preciso conhecer os valores de todas as propriedades para definir um estado.</p><p> Uma vez conhecidas algumas propriedades de um estado as restantes podem ser</p><p>determinadas.</p><p> O estado de um sistema compressível simples fica completamente determinado por duas</p><p>propriedades intensivas independentes – Postulado de estado</p><p>2/19/2019</p><p>13</p><p>Postulado de Estado</p><p>Termodinâmica 1 25</p><p> Sistemas compressíveis simples são sistemas fechados, com composição química constante,</p><p>na ausência de movimento e em que não têm que se considerar efeitos devidos à gravidade,</p><p>à tensão superficial, ou à existência de campos eléctricos ou campos magnéticos exteriores</p><p> Quando um sistema muda de um estado para o outro, as variações das suas propriedades</p><p>dependem unicamente dos estados extremos da transformação e não dos estados</p><p>intermédios, do “caminho” seguido.</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 26</p><p> Pressão é a força exercida por um fluido perpendiculamente a uma superfície, e por unidadede área dessa superfície.</p><p> Só se fala de pressão quando lidamos com um gás ou um líquido. O equivalente à pressãonos sólidos é a tensão normal.</p><p> A pressão num dado ponto no interior dum fluido em repouso é a mesma para todas asorientações da superfície que contém esse ponto e aumenta com a profundidade</p><p> Num reservatório que contém um gás a pressão pode considerar-se uniforme porque adensidade do gás é tão pequena que a variação da pressão com a profundidade édesprezável</p><p> Em outros fluídos mais densos a pressão varia na direcção vertical, como resultado da forçada gravidade, mas não varia na direcção horizontal, isto é, todos os pontos que seencontram nummesmo plano horizontal dum fluído em repouso estão à mesma pressão.</p><p>2/19/2019</p><p>14</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 27</p><p> A unidade de pressão no Sistema Internacional é o newton por metro quadrado (N/m2) aque se chama pascal (Pa).</p><p>= ⁄</p><p> Como esta unidade é muito pequena, na prática usam-se os seus múltiplos: quilopascal (1kPa=10^3 Pa), megapascal (1 MPa=10^6 Pa) e bar (1 bar=10^5Pa).</p><p> Outra unidade usada correntemente é a atmosfera padrão (valor médio da pressãoatmosférica ao nível do mar)</p><p>1 atm =101 325 Pa = 101,325 kPa = 1,01325 bar</p><p>1 = 10 = 0,1 = 100</p><p> A pressão real em determinada posição é chamada de pressão absoluta, e é medida comrelação ao vácuo absoluto.</p><p> A maioria dos dispositivos de medição da pressão é calibrada para ler zero na atmosfera.</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 28</p><p> Os manómetros estão, normalmente, calibrados para indicar a diferença entre a pressão dofluido (pressão absoluta) e a pressão atmosférica. A esta diferença dá-se o nome de pressãorelativa, ou manométrica.</p><p> Para pressões inferiores à pressão atmosférica, os aparelhos de medida indicam a diferençaentre a pressão atmosférica e a pressão absoluta do fluido, a que se dá o nome de vácuo oupressão de vácuo.</p><p>= − 1.5</p><p>= − 1.6</p><p>2/19/2019</p><p>15</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 29</p><p>Variação da Pressão com a profundidade</p><p> Para obter uma relação da pressão com a profundidadeconsidere um elemento fluido rectangular com altura ∆z,largura ∆x e profundidade unitária. Densidade constante ρ</p><p>∑   = = : ∆ − ∆ − ∆ ∆ =</p><p>Onde: = = ∆ ∆ é o peso do fluido</p><p> Dividindo por ∆ e reorganizando, temos:</p><p>∆ = − = ∆ 1.7</p><p> A pressão de um fluido aumenta linearmente com aprofundidade.</p><p>= + ou = 1.8</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 30</p><p> A pressão em um fluido em repouso não depende da forma ou secção transversal dorecipiente, ela varia com a distância vertical, mas permanece constante em outras direcções,assim a pressão é igual em todos pontos de um plano horizontal de determinado fluido.</p><p> A força de pressão exercida pelo fluido é sempre normal à superfície.</p><p>2/19/2019</p><p>16</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 31</p><p> Uma consequência da pressão de um fluido permanecer constante na direcção horizontal éque a pressão aplicada a uma dada região de um fluido confinado aumenta a pressão emtodo fluido na mesma medida. Esta é a lei de Pascal, em homenagem a Blaise Pascal (1623 –1662).</p><p> A força aplicada por um fluido é proporcional à área da superfície.</p><p> Quando dois cilindros hidráulicos com áreas diferentes estão conectados, o de maior área desecção transversal pode exercer uma força proporcionalmente maior do que aquela aplicadaao menor.</p><p>=</p><p>=</p><p>=</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 32</p><p>Manómetro de Coluna</p><p> Manómetro constituido por um tubo em U, de vidro ou plástico, contendo um líquido que pode ser mercúrio,água, alcool ou óleo e que vai ser usado para determinar a pressão de um gás contido num reservatório.</p><p> No seio de um gás, se pode desprezar o efeito da gravidade, a pressão tem o mesmo valor em qualquer ponto nointerior do reservatório e na superfície 1. Além disso, como a pressão dum fluido em repouso não varia numplano horizontal, a pressão em 2 é a mesma que</p><p>em 1, ou seja = . A coluna de líquido de altura h situadaacima do nível 2 está em equilíbrio. Portanto, a resultante as forças que lhe estão aplicadas terá que ser zero.</p><p>2/19/2019</p><p>17</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 33</p><p>Manómetro de Coluna</p><p> Fazendo o balanço das forças que actuam na coluna de líquido na direcçãovertical obtém-se: = +</p><p>= = = ℎ</p><p>Então:</p><p>= + ℎ 1.9</p><p> Nas relações anteriores, é o peso da coluna de fluido, ρ é a densidadedo fluido, suposta constante, g a aceleração da gravidade local, A é a áreada secção transversal do tubo e Patm é a pressão atmosférica.</p><p> A diferença entre a pressão do gás e a pressão atmosférica, a que sechama pressão relativa ou manométrica, é dada por:</p><p>∆ = − = ℎ 1.10</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 34</p><p>Exemplo 1.1: Medição da Pressão com manómetro de coluna</p><p> Um manómetro de coluna é usado para medir a pressão de um tanque. O fluidousado tem uma densidade relativa de 0,85 e a altura da coluna é de 55 cm, comomostra a figura abaixo. Se a pressão atmosférica local for de 96 kPa, determine apressão absoluta dentro do tanque.</p><p>2/19/2019</p><p>18</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 35</p><p>Exemplo 1.2: Medição da Pressão com um manómetro de coluna de vários fluidos</p><p> A água de um tanque é pressurizada a ar, e a pressão é medida por um manómetro decoluna de vários fluidos como mostra a figura abaixo. O tanque está localizado em umamontanha a uma altitude de 1400 m, onde a pressão atmosférica é de 85,6 kPa. Determine apressão do ar no tanque se ℎ = 0,1 ; ℎ = 0,2 ; ℎ = 0,35 . Tome as densidades daágua, do óleo e do mercúrio como 1000, 850 e 13600 ⁄ respectivamente.</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 36</p><p>Barómetro</p><p> A pressão atmosférica é determinada por aparelhos chamadosbarómetros. Por isso também se chama pressão barométrica àpressão atmosférica</p><p> Na figura está representado um dispositivo, como o utilizadopor Torricelli no século XVII para medir a pressão atmosférica</p><p> A pressão no ponto B é igual à pressão atmosférica, enquantoque em C pode ser considerada zero pois só existe vapor demercúrio acima de C cuja pressão é desprezável.</p><p> Do balanço das forças que actuam na vertical obtém-se:</p><p>= ℎ 1.11</p><p>1 atm = 760 mm Hg = 101.325 Pa</p><p>2/19/2019</p><p>19</p><p>Pressão</p><p>Termodinâmica 1 37</p><p>Exemplo 1.3: Medição da Pressão Atmosférica com um Barómetro</p><p> Determine a pressão atmosférica em uma localidade na qual a leitura barométrica éde 740 mmHg e a aceleração gravitacional é = 9,81 ⁄ . Suponha que atemperatura do mercúrio seja de 10°C, à qual a sua densidade é de 13570 ⁄ .</p><p>Temperatura</p><p>Termodinâmica 1 38</p><p> Várias propriedades dos materiais mudam com a temperatura de maneira repetida eprevisível e isso cria a base para a medição da temperatura com exactidão.</p><p> Por exemplo o termómetro de bulbo de mercúrio, tem como base a expansão do mercúriocom a temperatura.</p><p> Quando se põem em contacto dois corpos a temperaturas diferentes, o corpo mais quentearrefece enquanto que o mais frio aquece devido a uma transferência de calor do corpoquente para o corpo frio.</p><p> Entretanto observam-se variações em algumas das propriedades dos corpos que, ao fim dealgum tempo, cessam. Quando tal acontece diz-se que os dois corpos alcançaram oequilíbrio térmico e que estão à mesma temperatura. A igualdade de temperaturas é aúnica condição exigida para o equilíbrio térmico.</p><p>2/19/2019</p><p>20</p><p>Temperatura</p><p>Termodinâmica 1 39</p><p>Lei Zero da Termodinâmica</p><p> O princípio zero da termodinâmica afirma que:</p><p> “Dois corpos, separadamente, em equilíbrio térmico com um terceiro, também estão emequilíbrio térmico entre si”.</p><p> Se o terceiro corpo fôr um termómetro pode dizer-se que dois corpos, mesmo que nãoestejam em contacto, estão em equilíbrio térmico se em ambos fôr medida a mesmatemperatura.</p><p>Temperatura</p><p>Termodinâmica 1 40</p><p>Escalas de Temperatura</p><p> As escalas de temperatura permitem usar uma base comum para a medição de temperatura, e váriasforam criadas ao longo da história.</p><p> Todas as escalas de temperatura se baseiam em alguns estados facilmente reprodutíveis, como ospontos de congelamento e de ebuliçaõ de água, os quais são chamados, ponto de gelo e ponto devapor de água respectivamente.</p><p> As escalas de temperatura usadas hoje no SI e no sistema Inglês são a escala Celcius e a escalaFahrenheit</p><p> Na escala Celsius as temperaturas do ponto de gelo e do ponto de vapor são, respectivamente, 0 e100°C.</p><p> Na escala Fahrenheit, para os mesmos pontos, as temperaturas são 32 e 212°F</p><p> Em termodinâmica é bastante desejável possuir uma escala de temperatura que seja independentedas propriedades de qualquer substância. Tal escala é chamada de escala termodinâmica detemperatura (2ªLei)</p><p>2/19/2019</p><p>21</p><p>Temperatura</p><p>Termodinâmica 1 41</p><p> A escala termodinâmica de temperatura no SI é a escala Kelvin, a unidade dessa escala é o kelvin,designado por K.</p><p> A menor temperatura da escala Kelvin é o zero absoluto ou 0 K. esta escala tem apenas um ponto dereferência.</p><p> A escala termodinâmica de temperatura do sistema Inglês é a escala Rankine, a unidade desta escalaé o rankine, designado por R.</p><p> A escala Kelvin está relacionada à escala Celcius por</p><p>= ℃ + 273,15 1.13</p><p> A escala Rankine está relacionada à escala Fahrenheit por</p><p>= ℉ + 459,67 1.14</p><p> A relação entre as escalas de temperatura nos dois sistema de unidades é:</p><p>= 1,8 1.15</p><p>℉ = 1,8 ℃ + 32 1.16</p><p>Temperatura</p><p>Termodinâmica 1 42</p><p> Em relação a diferenças de temperaturas:</p><p>∆ = ∆ ℃ 1.17</p><p>∆ = ∆ ℉ 1.18</p><p>2/19/2019</p><p>22</p><p>Temperatura</p><p>Termodinâmica 1 43</p><p>Exemplo 1.4: Expressão da Elevação da Temperatura em Diferentes Unidades</p><p> Durante um processo de aquecimento, a temperatura de um sistema se eleva em10°C. Expresse essa elevação de temperatura em K, °F e R.</p><p>Técnica para Solução de Problemas</p><p>Termodinâmica 1 44</p><p>Etapa 1: Enunciado de Problema</p><p>Resumo do enunciado do problema, deve conter as informações chave fornecidas e as grandezas a seremdeterminadas.</p><p>Etapa 2: Esquema</p><p>Rascunho do sistema físico envolvido. O desenho não precisa ser elaborado, mas deve parecer com o sistema real emostrar as principais características. Indicar as interacções de energia e de massa com a vizinhança. As propriedadesque permanecem constantes durante um processo devem ser indicadas no desenho.</p><p>Etapa 3: Hipóteses e Aproximações</p><p>Enunciar todas as hipóteses apropriadas e aproximações feitas para simplificar o problema e possibilitar umasolução. Justificar as hipóteses questionáveis.</p><p>Etapa 4: Leis da Física</p><p>Aplicar todas as leis e princípios básicos relevantes da física (como conservação de massa) e reduzi-los à sua formamais simples utilizando as hipóteses. Entretanto é preciso identificar com clareza a região à qual uma lei da física seaplica.</p><p>2/19/2019</p><p>23</p><p>Técnica para Solução de Problemas</p><p>Termodinâmica 1 45</p><p>Etapa 5: Propriedades</p><p>Determinar as propriedades desconhecidas em estados conhecidos e necessários parasolucionar o problema por meio de relações ou tabelas de propriedades. Relacionar aspropriedades separadamente e indicar as fontes, se for o caso.</p><p>Etapa 6: Cálculos</p><p>Substituir as grandezas conhecidas nas relações simplificadas e executar os cálculos paradeterminar as incógnitas. Prestar atenção particularmente às unidades e ao cancelamento dasunidades. Arredondar os resultados até um número apropriado de algarismos significativos.</p><p>Etapa 7: Raciocínio, Verificação e Discussão</p><p>Verificar se os resultados obtidos são razoáveis e intuitivos e analisar a validade das hipótesesquestionáveis. Repetir os cálculos que resultaram em valores pouco razoáveis.</p>