Aula 3 - Propriedades Termodinâmicas

Prévia do material em texto

1
PROPRIEDADES PROPRIEDADES 
TERMODINÂMICASTERMODINÂMICAS
Termodinâmica
Projeções para 
Superfícies P-v-T
j ç p
uma substância 
que se expande 
durante a 
solidificação:
Diagrama deDiagrama de 
fases
Termodinâmica
2
Superfícies P-v-T
Projeções para 
uma substância 
que se contrai 
durante a 
solidificação:
Diagrama de 
fases;fases; 
Termodinâmica
Projeções nas superfícies P-v-T
Diagramas de fases 
Termodinâmica
3
regiões bifásicas se 
reduzem a linhas
ponto qualquer: representa as misturas bifásicas na 
temperatura e na pressão especificadas
Termodinâmica
temperatura de saturação: temperatura na qual 
uma mudança de fase ocorre para uma dada 
pressão (pressão de saturação)
Termodinâmica
4
para cada pressão de saturação, existe uma única 
temperatura de saturação e vice-versa
Termodinâmica
linha tripla da superfície P-v-T: um único 
ponto no diagrama de fases - ponto triplo
Termodinâmica
5
Diagramas P-v
Termodinâmica
substância que se 
expande durante 
a solidificação:
substância que se 
contrai durante a 
solidificação:
T< Tc: a pressão se mantém constante ao longo 
de uma transformação líquido-vapor
Termodinâmica
6
substância que se 
expande durante 
a solidificação:
substância que se 
contrai durante a 
solidificação:
regiões monofásicas de líquido e de vapor: a 
pressão diminui, para uma dada temperatura a 
medida que o volume específico aumenta
Termodinâmica
substância que se 
expande durante 
a solidificação:
substância que se 
contrai durante a 
solidificação:
T>Tc: P se reduz continuamente a medida que o 
volume específico aumenta, não havendo 
passagem pela região bifásica líquido-vapor
Termodinâmica
7
Diagramas T-v
Termodinâmica
Esboço de um diagrama T-v para água
(fora de escala)
forma das linhas 
de pressãode pressão 
constante 
(isobáricas)
Termodinâmica
8
Esboço de um diagrama T-v para água
(fora de escala)
P<Pc: 
(ex:10MPa)
P: constante
em relação 
Termodinâmica
à T à 
durante a 
mudança de 
fase
Esboço de um diagrama T-v para água
(fora de escala)
região 
monofásica demonofásica de 
líquido ou 
vapor: 
T↑: dada
pressão àpressão, à 
medida que o 
volume 
específico ↑
Termodinâmica
9
Esboço de um diagrama T-v para água
(fora de escala)
P≥Pc: T↑ 
continuamente
com o volume 
ífiespecífico 
(dada pressão)
não há passagem pela região bifásica líquido vapornão há passagem pela região bifásica líquido vapor
Termodinâmica
10
Mudança de fase
Termodinâmica
Considere um sistema fechado de
massa unitária (1Kg) de água líquida a
20 oC mantida no interior de um
conjunto cilindro-pistão (Figura a).
Termodinâmica
11
Transformação líquido-vapor para água a 
pressão constante.
Este estado é representado pelo ponto 1 do 
diagrama T-v .
Termodinâmica
Termodinâmica
12
Á medida que o sistema é aquecido a
uma pressão constante, a temperatura
aumenta de forma considerável,
enquanto o volume específico
apresenta uma elevação menos
significativa.
Eventualmente, o sistema alcança o
estado representado por f na Figura
(estado de líquido saturado).
Termodinâmica
Termodinâmica
13
(água)
P=1,014 bar
Tsat= 100 oC
estados líquido
sub-resfriado
Termodinâmica
Mistura Bifásica Líquido-Vapor
Termodinâmica
14
Líquido
saturado
+Q:
T=cte
Formação de vapor
significativo aumento de volume específico
Termodinâmica
Sistema composto de uma mistura bifásica líquido-
vapor (Figura b)
Termodinâmica
15
Termodinâmica
mistura
líquido e vapor
equilíbrio:
-líquido saturado
-vapor saturado
+Q: T=cte+Q: T=cte
última porção de líquido tenha sido vaporizada:
ponto g (vapor saturado)
Termodinâmica
16
Misturas bifásicas líquido-vapor 
intermediárias podem ser distinguidas entre 
si pelo seu TÍTULO (x), que é uma 
propriedade intensiva;p p ;
É a relação entre a massa de vapor e a 
massa total do conjunto.
vaporm
vaporlíquido
vapor
mm
x 
Termodinâmica
Termodinâmica
17
Estados de Vapor
sistema se encontra no estado de vaporp
saturado (estado g), e o aquecimento
suplementar à pressão constante resulta nos
aumentos de temperatura e volumevolume
específicoespecífico.
Termodinâmica
18
vapor 
superaquecido
S: estados que seriam alcançados por contínuo 
aquecimento, à medida que a pressão é mantida 
constante Termodinâmica
PROPRIEDADES 
TERMODINÂMICAS
Termodinâmica
19
Pressão, Volume Específico e 
Temperatura
Tabelas de líquido e vapor.
• vapor d'água superaquecido: Tabela A-4
• água comprimida: Tabela A-5
Tabelas de Saturação
• Tabela A-2 e A-3
Termodinâmica
título x
m
m m
vap  m mliq vap
V m v V m vliq liq liq vap vap vap  e 
Termodinâmica
20
v V
m
V
m
V
m
liq vap  
 v
m
m
v
m
m
v vap
vap
liq
liq
misturaaparamédioespecífico volumev
liqliqliq vmV  vapvapvap vmV 
Termodinâmica
total
vap
vapliq
vap
m
m
mm
m
x 
mxmliq )1(  xmmvap 
Termodinâmica
)vx(vvv LVL 