AULA 5

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4 – TABELAS DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS
4- Determine a temperatura da água quando esta encontra-se no seguinte estado, volume específico 1,0 m3/kg e pressão 300 kPa. Resposta: T = 379,8 ºC
T (°C)
v (m3/kg)
400
1,0315
T
1,0
300
0,8753
Interpolação Linear
4 – TABELAS DE PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS
5 - Um vaso rígido contém vapor saturado de amônia a 20 °C. Transfere-se calor para o sistema até que a temperatura atinja 40 °C. Qual é a pressão final?
Resposta: P = 938 kPa
6 - Determine a fase em que se encontra a amônia quando a temperatura e a pressão são iguais a - 10 ºC e 200 kPa. Utilize a tabela de propriedades da amônia para posicionar este estado nos diagramas T - v e p - v.
Energia transferida que pode ter como efeito o levantamento de um peso.
TRABALHO E CALOR
Trabalho realizado pelo sistema (+);
Trabalho realizado sobre o sistema (-).
O trabalho é usualmente definido como uma força F agindo através de um deslocamento x.
Mas, na termodinâmica do ponto de vista macroscópico devemos relacionar nossa definição de trabalho com os conceitos de sistemas, propriedades e processos. 
1 - DEFINIÇÃO DE TRABALHO
1 - DEFINIÇÃO DE TRABALHO
TRABALHO E CALOR
Em geral, nós consideraremos o trabalho como uma forma de transferência de energia.
2 – UNIDADES DE TRABALHO
Como já definido, a realização de trabalho está condicionada a ação que envolve o levantamento de um peso, isto é, o produto de uma unidade de força (1 newton ) atuando através de uma distância unitária (1 metro). Essa unidade de trabalho no SI é chamada de joule (J).
E o trabalho realizado por unidade de tempo é a Potência, designada por: 
A unidade de potência no SI é Watt (W)
É conveniente também falar de trabalho por unidade de massa do sistema, designado por:
TRABALHO E CALOR
A integral acima somente poderá ser efetuada se conhecermos a relação entre P e V durante esse processo. 
TRABALHO E CALOR
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
O trabalho é representado também pela área sob a curva 1-2, ou seja, a-1-2-b-a.
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
1W2 =
TRABALHO E CALOR
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
O trabalho envolvido não é uma função somente dos estados inicial e final do processo, mas também depende do caminho que se percorre ao se ir de um estado a outro.
TRABALHO E CALOR
Processo Politrópico ( processo isotérmico) para um Gás Ideal
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
TRABALHO E CALOR
Em particular em n=1, temos:
4 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO DE NÃO - EQUILÍBRIO
TRABALHO E CALOR
Neste caso, a força total exercida sobre o êmbolo pelo gás interno ao cilindro, p.A, não é igual a força externa, Fext , e o trabalho não é dado pela Equação
O trabalho pode, entretanto, ser determinado em função da Fext ou, dividindo esta força pela área, em função de uma pressão externa equivalente a força:
Para a utilização da Equação acima, é necessário conhecer como a força ou a pressão externa varia durante o processo.
Consideremos como Sistema um Fio esticado sujeito a uma força
5 – Outras Formas de Realização de Trabalho em Sistemas
TRABALHO E CALOR
Consideremos agora um Sistema que consiste em uma película líquida que apresenta uma tensão superficial I.
5 – Outras Formas de Realização de Trabalho em Sistemas
TRABALHO E CALOR
5 – Outras Formas de Realização de Trabalho em Sistemas
TRABALHO E CALOR
Um outro exemplo é de um processo quase estático para uma bateria carregada, sejam E a diferença de potencial e dZ a quantidade de carga elétrica que flui ao sistema. Para esse processo quase - estático, o trabalho é dado pela relação
A identificação do trabalho é um aspecto importante em muitos problemas termodinâmicos.
6 – Observações Finais Relativas ao trabalho
TRABALHO E CALOR
T (I)
T (II)
CALOR
T (I) > T(II)
7 – Definição de Calor
TRABALHO E CALOR
Energia transferida através da fronteira de um sistema em virtude da diferença de temperatura.
O calor é sempre transferido no sentido decrescente da temperatura 
Unidade: Joule
Radiação – 
Condução – 
Convecção – 
Lei de Fourier da condução
Lei do resfriamento de Newton
Taxa de emissão de um corpo negro perfeito
8 – Modos de Transferência de Calor
TRABALHO E CALOR
9 – Comparação entre Calor e Trabalho
TRABALHO E CALOR
1- Consideremos como sistema o gás contido no conjunto cilindro - êmbolo mostrado na figura abaixo. Observe que vários pesos pequenos estão colocados sobre o êmbolo. A pressão inicial é de 200 kPa e o volume inicial do gás é de 0,04 m3. 
APLICAÇÃO
Coloquemos um bico de Bunsen embaixo do cilindro e deixemos que o volume do gás aumente para 0,1 m3, enquanto a pressão permanece constante. Calcular o trabalho realizado pelo sistema durante esse processo. Resposta: 12 kJ
b) Consideremos o mesmo sistema e as mesmas condições iniciais, porém, ao mesmo tempo que o bico de Bunsen está sob o cilindro e o êmbolo se levanta, removamos os pesos deste, de tal maneira que durante o processo a temperatura do gás se mantém constante até V= 0,1 m3. Resposta: 7,33 kJ
c) Consideremos o mesmo sistema porém, durante a transferência de calor, removamos os pesos de tal maneira que a expressão p.V1,3 = constante descreva a relação entre a pressão e o volume durante o processo. Novamente, o volume final é 0,1 m3. Calcular o trabalho. Resposta: 6,41 kJ
Considerações: O gás se comporta como um gás perfeito, processo politrópico n=1.
2 - Um conjunto cilindro - pistão opera a pressão constante e, inicialmente, contém 0,2 kg de vapor saturado de água a 400 kPa. O conjunto é resfriado até que o volume da água se torne igual a metade do inicial. Determine o trabalho realizado nesse processo.