Prévia do material em texto
Disciplina: Termodinâmica Aplicada na Refrigeração Identificação da tarefa: Tarefa 3.1. Envio de Arquivo Pontuação: 20 pontos Aluno: Willian Vambasten Lopes Tarefa 3.1 Acerca da leitura da Unidade 3, responda as questões abaixo: 1) Como podem ser divididas as tabelas de propriedades termodinâmicas? Tabelas de Vapor: Tabelas de Vapor Saturado: Apresentam propriedades de água (ou outro fluido) em equilíbrio entre as fases líquida e vapor. Incluem dados como temperatura, pressão, entalpia e entropia. Tabelas de Vapor Superaquecido: Contêm propriedades do vapor a temperaturas e pressões acima do ponto de saturação. Tabelas de Líquidos: Tabelas de Líquido Saturado: Fornecem dados para líquidos em equilíbrio com seu vapor, geralmente em condições de temperatura e pressão específicas. Tabelas de Propriedades de Misturas: Misturas de Vapor e Líquido: Apresentam propriedades de misturas, como a qualidade (proporção de vapor na mistura) e outras propriedades relevantes. Tabelas de Propriedades Específicas: Tabelas que fornecem propriedades específicas para determinadas substâncias, como gases ideais ou refrigerantes, incluindo entalpia, entropia, volume específico, etc. Tabelas de Equilíbrio de Fases: Mostram as condições de equilíbrio entre diferentes fases de uma substância, como sólido, líquido e vapor. Tabelas de Propriedades Termodinâmicas de Gases Ideais: Apresentam propriedades baseadas na equação de estado dos gases ideais, como volume, pressão e temperatura. Tabelas de Propriedades de Refrigerantes: Contêm dados específicos para refrigerantes utilizados em sistemas de refrigeração e ar condicionado, incluindo propriedades em diferentes estados. 2) Comente como se classifica a matéria de acordo com a sua composição. A matéria pode ser classificada de acordo com sua composição em duas categorias principais: substâncias puras e misturas 1. Substâncias Puras As substâncias puras são formadas por um único tipo de partícula e têm propriedades físicas e químicas bem definidas. Elas podem ser divididas em: Elementos Compostos 2. Misturas As misturas são formadas por duas ou mais substâncias que não reagem quimicamente entre si. Elas podem ser classificadas em: Misturas Homogêneas Misturas Heterogêneas 3) Para Van Wylen et al. (2009), a predição do comportamento P-v-T de misturas de gás geralmente é baseada em dois modelos. Comente sobre esses modelos. A predição do comportamento pressão-volume-temperatura (P-v-T) de misturas de gás geralmente se baseia em dois modelos principais: o Modelo de Mistura Ideal e o Modelo de Mistura Real. 1. Modelo de Mistura Ideal O Modelo de Mistura Ideal assume que as interações entre as moléculas dos diferentes componentes de uma mistura de gás são desprezíveis. Nesse modelo, as propriedades da mistura podem ser calculadas a partir das propriedades dos componentes puros, utilizando a regra da mistura. As principais características incluem: Lei de Dalton: A pressão total de uma mistura de gases é a soma das pressões parciais dos componentes individuais, que podem ser calculadas com base nas frações molares. Volume Molar: O volume molar da mistura é a soma dos volumes molares dos componentes, ponderados pelas suas frações molares. Temperatura: A temperatura da mistura é a mesma para todos os componentes. 2. Modelo de Mistura Real O Modelo de Mistura Real considera as interações entre as moléculas dos diferentes componentes, que podem afetar significativamente o comportamento P-v-T da mistura. Este modelo é mais complexo e pode incluir várias abordagens, como: Equações de Estado: Utiliza equações de estado mais sofisticadas, como a equação de Van der Waals, Redlich-Kwong, ou Peng-Robinson, que levam em conta as forças intermoleculares e o volume ocupado pelas moléculas. Fatores de Correção: Em misturas reais, fatores como a compressibilidade e as interações entre os componentes são levados em conta para ajustar as propriedades da mistura. Propriedades Específicas: As propriedades termodinâmicas da mistura são obtidas considerando as contribuições individuais de cada componente, ajustadas pelas interações entre eles. 4) Quais propriedades termodinâmicas podem ser medidas diretamente e quais não podem? Propriedades Termodinâmicas que Podem Ser Medidas Diretamente Temperatura: Medida com termômetros ou termopares. Pressão: Medida com manômetros e barômetros. Volume: Medido com recipientes de volume conhecido ou dispositivos como medidores de fluxo. Massa: Medida com balanças. Densidade: Pode ser medida diretamente, especialmente em líquidos, usando um densímetro. Energia Interna: Embora não seja medida diretamente, pode ser avaliada através de medições de temperatura e pressão em sistemas fechados, utilizando tabelas ou gráficos de propriedades. Propriedades Termodinâmicas que Não Podem Ser Medidas Diretamente Entropia: Não pode ser medida diretamente; é uma propriedade relativa. Normalmente, é calculada a partir de mudanças em processos reversíveis. Energia Livre de Helm holtz e Energia Livre de Gibbs: Essas propriedades são calculadas a partir de outras medições, como entalpia e entropia. Entalpia: Embora mudanças de entalpia possam ser medidas (por exemplo, em reações químicas), a entalpia absoluta não pode ser medida diretamente. Capacidade Calorífica: Geralmente, é determinada através de experimentos que medem a variação de temperatura em função da quantidade de calor adicionado ou removido. Potenciais Químicos: Não podem ser medidos diretamente; são calculados a partir de outras propriedades termodinâmicas. 5) Defina energia interna (u), entalpia (h) e entropia. 1. Energia Interna (u) A energia interna é a soma de todas as energias microscópicas de um sistema, incluindo a energia cinética e potencial das moléculas que o compõem. Ela representa a energia armazenada dentro do sistema e é uma função de estado, o que significa que seu valor depende apenas do estado atual do sistema (temperatura, pressão, volume, etc.) e não do caminho pelo qual o sistema chegou a esse estado. Δu=Q−W Entalpia (h) A entalpia é uma medida da totalidade da energia de um sistema, incluindo a energia interna e o trabalho realizado pelo sistema em um processo de pressão constante. A entalpia é especialmente útil em processos químicos e reações, onde as trocas de calor ocorrem a pressão constante h=u+PV Entropia (S) A entropia é uma medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema. É uma função de estado que quantifica a quantidade de energia em um sistema que não pode ser utilizada para realizar trabalho. A entropia é fundamental na segunda lei da termodinâmica, que afirma que a entropia total de um sistema isolado nunca diminui ao longo do tempo. ΔS=TQrev Bom trabalho!