FORMULÁRIO_TERMODINÂMICA 2

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FORMULÁRIO TERMODINÂMICA2 
 
1ª Lei da termodinâmica 
 
∑∑∑∑ −+°−°= WQhmhmdt
dE
saientravc
&&&&
 
gzVpvuh +++=°
2
2
 
dU = dQ - dW 
dU = TdS – pdV 
dW = pdV 
 
2ª Lei da termodinâmica 
ger
saientravc
S
T
Q
smsm
dt
dS
∑∑∑∑ ++−= &
&
&&
 
 
Ciclos 
H
liq
Q
W
&
&
=η 
H
L
CARNOT T
T
−= 1η 
1
11
−
−= k
v
OTTO
r
η 
k
k
p
BRAYTON
r
1
11
−
−=η 
)(
)(
1
0
0
bcp
adv
DIESEL TTc
TTc
−
−
−=η 
k
k
b
a
b
a
p
p
T
T
1−






= 
 S constante 
1−






=
k
a
b
b
a
v
v
T
T
 
 
W
QCOP Lrefrig &
&
= 
W
Q
COP Hcalorb &
&
=
.
 
Eficiência 
 
iso
real
turbina W
W
&
&
=η 
real
iso
bomba W
W
&
&
=η 
 
Gás perfeito e 
0p
c constante 
TmcU v ∆=∆ 0 
TmcH p ∆=∆ 0 
RTpv = 
0
0
v
p
c
c
k = 
oo vp
ccR −= 
a
b
p p
p
r = 
b
a
v
v
v
r = 
 
Líquido Incompressível e S constante 
 
pvh ∆=∆ 
 
 
Análise Financeira 
• Equações 






+
−+
=
n
n
ii
i
FVP )1(
1)1(
 
VPL = VI + FVP.VM 
 
• Dados 
TCHP = 0,70 R$/kWh 
TCFP = 0,20 R$/kWh 
TDHP = 70 R$/kW 
TDFP = 20 R$/kW 
TC = 2,00 R$/kg 
PC = 35000 kJ/kg 
 
n = 60 meses 
i = 0,01 
η elet, motor = 0,3 
η term, motor = 0,4 
η caldeira elétrica = 0,95 
η caldeira queima direta = 0,8 
η caldeira recuperação = 0,9 
COP chiller absorção
 
= 0,7 
COP
 
chiller compressão = 4 
 
Custo instalação combustível = 200 R$/kWcomb 
Custo motor = 500 R$/kWelet 
Custo instalação elétrica = 100 R$/kWelet 
Custo caldeira elétrica = 100 R$/kWvapor 
Custo caldeira queima = 300 R$/kWvapor 
Custo caldeira recuperação = 150 R$/kWvapor 
Custo chiller absorção = 1500 R$/kWfrio 
Custo chiller compressão = 500 R$/kWfrio 
 
 
 
Microsoft Equation 
3.0
Psicrometria 
TBS = temperatura de bulbo seco 
TBU = temperatura de bulbo úmido 
TORV = TSAT (pv) 
 
p = pv + par par = yar.p pv = yv .p pg = pSAT .(TBS) 
 
g
g
ar
v
pp
p
m
m
w
Φ−
Φ
==
622,0
 
g
v
p
p
=Φ 
sat
vapBSarpar whTch += ,0 
 
]))(()()([
.
1,21
.
2,1,2, 21
444 3444 21444444 3444444 21
&&
latentecalor
líq
sat
vap
sensívelcalor
sat
vap
sat
vapBSBSarpar hhwwhhwTTcmQ o −−+−+−=− 
 
)(
)()(
,0
liqvb
liqvaaBSbBSaarp
b hh
hhwTTc
w
−
−+−
= )(
)()(
,0
liqva
liqvbbBSaBSbarp
a hh
hhwTTc
w
−
−+−
= 
]622,0[ ag
aa
a
wp
wp
+
=Φ 
 
 
Exergia 
real
ger
realrevrealrev STQQWWI &&&&&& 000 =−=−= 
0=revgerS& )()( 0000 sThsTh −−−=ψ 
∑∑ ∑
≠
−++−=
0
/
0
/
i
i
E S
realrevrealrev
dt
dEQQhmhmW &&&&& 
realrev
ger
i
i
iE S
realrev ST
dt
STEdQ
T
T
mmW /0
0
00/ )()1( &&&&& −−−−+−= ∑∑ ∑
≠
ψψ 
dt
dSTSTQ
T
T
sTmsTmQ realrevger
i
i
iE S
realrev
0
/
0
0
0
00
/
0 +−−+−= ∑∑ ∑
≠
&&&&&
 
 
Equilíbrio químico 
])(ln[
0
BADC
BA
DC
vvvv
v
B
v
A
v
D
v
C
p
p
yy
yy
TR
G
−−+
=
°∆
− 
BADC
BA
DC
vvvv
v
B
v
A
v
D
v
C
p
p
yy
yyk −−+= )(
0
 ; constante de 
equilíbrio químico 
 
 
Combustão 
∑∑∑∑ −+−= WQHHdt
dE
SEVC
&&&&
 
cteT
REAG PROD
iiii
combcomb
comb hvhv
vM
PC
=∑ ∑−= )(
.
1
 
i
i
i M
m
n = 
pKPa
TC
KPa
C
hhh fPT
→
→°
°
∆+=
100
25
100
25
,
 hnhmH &&& == 
222222 )24)(1(76,3)24(2)76,3)(24( O
zy
xNzyxOHyxCONOzyxOHC zyx −+−+−+++→+−++ λλλ 
comb
ar
molar
comb
ar
comb
ar
comb
ar
massa M
M
xAC
M
M
x
n
n
m
mAC ===