2012 02 Aula 6 Sistemas térmicos e Energia (1)

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Introdução à Engenharia Mecânica
Klézio Portes Reis
inspeng@hotmail.com
Engenharia de Fluidos
OBJETIVOS DESTE CAPÍTULO
Cálculo de várias quantidades de energia, calor, trabalho e força, encontradas em engenharia e expressa seus valores numéricos nos sistemas SI e Inglês
Descrever a transcal em seus 3 modos(condução, convecção e radiação)
Aplicar a conservação de energia em um sistema
Explicar a operação dos motores térmicos e compreender as limitações da sua eficiência
Ciclos e 2 e quatro tempos, hidrelétricas e turbinas
Energia Mecânica, Trabalho e Potência
Energia Potencial Gravitacional
Energia potencial é a energia associada com a posição da partícula.
Unidade no SI – Joule – J – VALE PARA TODAS
Nenhuma energia é adicionada ao sistema mergulhadora–terra. Porém a energia armazenada é transformada de uma forma para outra durante sua queda.
Energia Potencial Elástica
Energia Mecânica, Trabalho e Potência
Energia potencial de uma corda ou mola.
Se uma mola apresenta comportamento ideal, toda energia que ela recebe para se deformar é armazenada e é possível escrever que a energia potencial acumulada vale:
Energia Cinética
Energia Mecânica, Trabalho e Potência
Energia associada ao movimento
“Em um sistema isolado onde apenas forças conservativas causam 
variações de energia, a energia cinética e a energia potencial podem
variar, mas a sua soma, a energia mecânica Emec do sistema, não pode 
variar”
Conservação da Energia Mecânica
Energia Mecânica, Trabalho e Potência
Exercício: aplicando o PCEM, encontrar h
PRINCÍPIO DE CONSERVAÇÃODA ENERGIA MECÂNICA.
Energia Mecânica, Trabalho e Potência
Trabalho de uma força
Unidade no SI: Joule (J)
O trabalho de uma força pode ser positivo ou negativo
Energia Mecânica, Trabalho e Potência
Potência
Unidade no SI: Watt (W)
TERMOLOGIA
9
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
	Temperatura: Medida da agitação molecular.
Calor: Energia térmica em trânsito.
Equilíbrio térmico: temperaturas iguais.
Obs: O calor sempre flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
10
Relação de Conversão de Variações
Equações de Conversão
Relação entre as Escalas Termométricas
Pressão de 
1 Atm
11
Dilatação Térmica:
	Variação da dimensão de um corpo quando sua temperatura varia.
- Dilatação Linear
- Dilatação Superficial
- Dilatação Volumétrica
Entre elas temos:
12
Dilatação Linear
	Estuda a dilatação em apenas uma dimensão (comprimento).
13
Dilatação Superficial
	Estuda a dilatação em duas dimensões (comprimento e largura).
14
Dilatação Volumétrica
	Estuda a dilatação em três dimensões (comprimento, largura e espessura).
15
Dilatação Volumétrica dos Líquidos
	Os líquidos sempre estão contidos em recipientes sólidos. Portanto quando são aquecidos ambos se dilatam.
16
Calorimetria
	A troca de calor entre dois corpos cessa quando for atingido o equilíbrio térmico.
Obs: O calor sempre flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.
17
Calor Sensível
	É o calor que provoca variação de temperatura sem haver mudança de estado físico.
Calor Latente
	É o calor que provoca mudança de estado físico sem variar a temperatura.
18
Capacidade Térmica
	È a razão entre o calor trocado por ele e sua respectiva variação temperatura.
Obs: A capacidade térmica depende da massa, da natureza da substância, temperatura e pressão.
19
Calor específico
	É a quantidade de calor necessária para variar 1ºC a temperatura de 1g de substância.
 Obs:
O calor específico depende da natureza da substância.
O calor específico muda com a variação da temperatura.
Toda substância tem em cada estado físico, um valor diferente para o calor específico.
20
Trocas de calor
Qcedido + Qrecebido = 0
Qcedido = - Qrecebido 
- Dois corpos:
- Mais de dois corpos:
Q1+Q2+Q3+ ... +Qn = 0
21
Mudança de estado físico
22
Propagação de calor
- Condução; 
- Convecção;
- Irradiação.
A propagação de calor acontece de três maneiras diferentes: 
Propagação de calor
O calor passa de partícula a partícula; 
É próprio para os sólidos; 
Não ocorre no vácuo.
Condução:
24
Propagação de calor
Ocorre nos fluídos com o deslocamento de partículas. Não ocorre no vácuo.
- Convecção:
25
Propagação de calor
Quando o calor é transmitido por ondas eletromagnéticas. Única que ocorre no vácuo.
Irradiação:
26
Variáveis de estado: - Pressão;
			 - Volume;
			 - Temperatura.
Condição: Baixa pressão e alta temperatura.
Estudo dos gases ideais
27
Equação de Clapeyron
Equação geral dos gases:	
Estudo dos gases ideais
28
Estudo dos gases ideais
Isotérmica: Temperatura constante
Transformações 
29
Isobárica: Pressão constante.
Transformações 
Estudo dos gases ideais
30
Isométrica: Volume constante
Transformações 
Estudo dos gases ideais
31
Termodinâmica
1º Lei da Termodinâmica: 
Lei da conservação da energia
Adiabática: Sem troca de calor.
Transformação
32