Aula02_p2de3_Termo_2012_09mar2012

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UNIOESTE – Universidade Estadual do Oeste do Paraná
Campus Foz do Iguaçu / Centro de Ciências Exatas
Engenharia Mecânica
TERMODINÂMICA
 Aula 02b – Energia Transferência de Energia e Análise Geral da Energia
Parte II/III
Prof. Dr Eduardo César Dechechi
dechechi@gmail.com 
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
 Aula 02 – Energia Transferência de Energia e Análise Geral da Energia
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Sumário
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
Objetivos:
Apresentar o conceito de energia e definir suas várias formas;
Discutir a natureza da energia interna;
Definir o conceito de calor e a terminologia associada à transferência de energia sob a forma de calor;
Discutir os três mecanismos de transferência de calor: condução, convecção e radiação;
Definir o conceito de trabalho, incluindo o trabalho elétrico e as várias formas de trabalho mecânico;
Apresentar a 1ª Lei da Termodinâmica, os balanços de energia e os mecanismos de transferência de energia de e para um sistema;
Mostrar que a um fluido escoando está associado um fluxo de energia através da fronteira. Esta transferência de energia é adicional àquela que atravessa a superficie de controle sob a forma de calor e/ou trabalho;
Definir eficiências de conversão de energia;
Discutir as implicações da conversão de energia sobre o meio ambiente.
Aula 02 – Energia Transferência de Energia e Análise Geral da Energia
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
2. Energia Transferência de Energia e Análise Geral da Energia
2.1 Introdução
2.2 Formas de Energia
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.3.1 Calor
2.3.2 Processo adiabático
2.3.3 Calor Transferido
2.3.4 Taxa de transferência de Calor Transferida
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
Na Termodinâmica, calor é definido como a forma de energia transferida entre dois sistemas (ou entre um sistema e sua vizinhança) em virtude da diferença de temperaturas.
O calor é a energia (térmica) em trânsito. Ele só é reconhecido ao cruzar a fronteira de um sistema.
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.3.1 Calor
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
Em Termodinâmica, o termo calor simplesmente significa transferência de calor.
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.3.1 Calor
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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É um processo durante o qual não ocorre transferência de calor.
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.3.2 Processo adiabático
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.3.3 Calor transferido
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.3.4 Taxa de Transferência de Calor
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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2. Energia Transferência de Energia e Análise Geral da Energia
2.1 Introdução
2.2 Formas de Energia
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
Descrição
Exemplos
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
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2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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Semelhanças entre os mecanismos de transferência de energia (calor e trabalho):
Fenômenos de fronteira: existem a medida que cruzam a fronteira;
Sistemas possuem energia, não calor ou trabalho;
Calor e trabalho estão associados a um processo, não a um estado! 
Propriedades (T, P, V, ...) definem estado;
Calor e trabalho não definem estado
São funções da trajetória (dependem do trajeto e dos estados finais e iniciais)
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
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Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
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2-3 Queimando uma vela em uma sala isolada
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
 Exemplos
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Termodinâmica – 2012
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2-4 Aquecimento de batata em forno
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
 Exemplos
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
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2-5 Aquecimento de um forno por Realização de trabalho
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
 Exemplos
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
2-6 Aquecimento de um forno por Realização de trabalho
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
 Exemplos
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
2. Energia Transferência de Energia e Análise Geral da Energia
2.1 Introdução
2.2 Formas de Energia
2.3 Transferência de Energia por Meio de Calor
2.4 Transferência de Energia por Meio do Trabalho
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
2.5.1 Introdução
2.5.2 Trabalho de eixo
2.5.3 Trabalho contra uma mola;
2.5.4 Trabalho sobre barras sólidas
2.5.5 Trabalho associado ao alongamentode um filme de líquido
2.5.6. Trabalho realizado para elevar ou acelerar um corpo
2.5.7 Formas não mecânicas de trabalho
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Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.1 Introdução
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
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Sem movimento:
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.1 Introdução
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Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.2 Trabalho de eixo;
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.2 Trabalho de eixo;
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.3 Trabalho contra uma mola
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.3 Trabalho contra uma mola
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.4 Trabalho sobre barras sólidas
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Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.5 Trabalho associado ao alongamento de um filme de líquido
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.5 Trabalho associado ao alongamento de um filme de líquido
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.6 Trabalho realizado para elevar ou acelerar um corpo
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Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.6 Trabalho realizado para elevar ou acelerar um corpo
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Termodinâmica – 2012
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1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.6 Trabalho realizado para elevar ou acelerar um corpo
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
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Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.6 Trabalho realizado para elevar ou acelerar um corpo
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi
1. Introdução
2. Formas de Energia
3. Transferência de Energia por Meio de Calor
2.5 Formas Mecânicas de Trabalho
 2.5.7 Formas não mecânicas de trabalho
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Termodinâmica – 2012
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Básicas
ÇENGEL, Y.A. & BOLES, M.A., 2007. Termodinâmica. São Paulo, SP: McGraw-Hill, 740p.
Complementares
BORGNAKKE, C. & SONNTAG, R.E., 2009. Fundamentos da Termodinâmica. São Paulo, SP: Edgard Blücher, 659p.
MORAN, M.J. & SHAPIRO, H.N., 2009. Princípios de Termodinâmica para Engenharia. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 800p.
INCROPERA, F.P., DEWITT, D.P., BERGMAN, T.L. & LAVINE, A.S., 2008. Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 643p.
Bibliografia
Unioeste / CECE / Foz do Iguaçu
Engenharia Mecânica
Termodinâmica – 2012
Prof Dr Eduardo Dechechi