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1 EQA 5342 -Termodinâmica para a Engenharia Química Aula 1: Apresentação e Plano de Ensino Profa. Sandra R. S. Ferreira s.ferreira@ufsc.br Termo II – Aula 1 Contexto com outras disciplinas Apresentação do curso Plano de ensino Bibliografia Calendário Sistema de avaliação 2EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 2 33 Contexto do curso EQA MTM FSC QMC Int. Proc. Químicos TERMO I e II 3EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Evolução 4EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 3 Termodinâmica I Parte I Princípios da Termodinâmica Conteúdo - Parte I Problema Central da Termodinâmica Primeira lei da Termodinâmica Conceitos básicos e definições Energia Segunda Lei da termodinâmica Reversibilidade Entropia Liquefação Ciclos de refrigeração Aplicações 6EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 4 Referência – Termo I Azevedo, E,G. (2000) - 2nd edition Termodinâmica Aplicada. Escolar Editora, Portugal. Tester, J.W.; Modell, M. (1996). - 3rd edition. Thermodynamics and its Applications. Prentice Hall. Sandler, S.I. - 2nd edition (1989) ou 3a edição Chemical and Engineering thermodynamics. Wiley Series in Chemical Engineering. Smith, J.M.; Van Ness, H.C.; Abbott, M.M. 5th edition (1996) Introduction to chemical Engineering Thermodynamics Smith, J.M.; Van Ness, H.C.; Abbott, M.M. 6th and 7th editions Introduction to chemical Engineering Thermodynamics 7EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Apostila Termo I Parte 1: Termodinâmica: Leis Fundamentais e Substâncias Puras Autor: Prof. Luismar Marques Porto Preparada para curso de nivelamento Pós- graduação UFSC 8EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 5 Termodinâmica Parte II Termodinâmica do Equilíbrio de Fases Referências – Parte II Prausnitz, J.M.; Lichtenthaler, R.N.; Azevedo, E.G. (1999) Molecular Thermodynamics of Fluid Phase Equilibria - 3rd ed. Prentice Hall. Sandler, S.I. - Editor (1994) Models for Thermodynamic and Fluid Phase Equilibria Calculation. Marcel Dekker, Inc. Smith, J.M.; Van Ness, H.C.; Abbott, M.M. 6th and 7th editions Introduction to chemical Engineering Thermodynamics Azevedo, E,G. (2000) - 2nd edition Termodinâmica Aplicada. Escolar Editora, Portugal. Tester, J.W.; Modell, M. (1996). - 3rd edition. Thermodynamics and its Applications. Prentice Hall. Periódicos - exemplo: Fluid Phase Equilibria 10EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 6 Plano de ensino EQA 5342 - TERMODINÂMICA PARA ENGENHARIA QUÍMICA II Cursos: Engenharia Química e Engenharia de Alimentos 72 horas/aula 11EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira E M E N T A Propriedades Termodinâmica das misturas homogêneas. Propriedade molar parcial. Propriedade em excesso. Coeficiente de atividade Equilíbrio de fase. Coeficiente de atividades obtido experimentalmente. Equilíbrio químico. Equilíbrio multirreacional. 12EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 7 Objetivos da disciplina Objetivo Terminal: Ao final do semestre o aluno deverá saber: Equacionar e calcular o equilíbrio de fases e equilíbrio químico. 13EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Objetivos específicos Colocar o equilíbrio de fases segundo os Postulados da termodinâmica, vistos na disciplina anterior; Descrever qualitativamente soluções, compreender os tipos de interações interpartículas e suas conseqüências no cálculo de propriedades termodinâmicas; Efetuar a modelagem da fase gasosa utilizando correlações e equações de estado; emprego da função geradora residual de Gibbs e sua função auxiliar associada (coeficiente de fugacidade); Efetuar a modelagem da fase líquida através da função geradora em excesso de Gibbs e sua função auxiliar associada (coef. atividade); Cálculo do equilíbrio de fases usando as diversas notações de isofugacidade; Cálculo do equilíbrio químico. 14EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 8 PROGRAMA – EQA 5342 1. Equilíbrio de fases Colocação do problema segundo os Postulados da Termodinâmica Verificação das variáveis de Cálculo Dificuldades de Avaliação do Equilíbrio através do Potencial Químico 2. Descrição Qualitativa de Soluções Interações Moleculares Soluções ideais como Casos Particulares de Soluções Reais. 15EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira P R O G R A M A – EQA 5342 3. Propriedades Parciais Molares Definição de Propriedade Parcial Molar Cálculo de Propriedades Termodinâmicas em Soluções Reais e Ideais. 4. Descrição e Modelagem da Fase Gasosa Comportamento da Fase Gasosa-Relações PVT Equações de Estado Semi-Empírica Equação do Virial Correlação para o 2º Coeficiente do Virial Teoria dos Estados Correspondentes Correlação Generalizada 16EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 9 P R O G R A M A – EQA 5342 5. Definição de Funções Auxiliares Fugacidade e Coeficiente de Fugacidade Cálculo do Coeficiente de Fugacidade usando Equações de Estado e correlações Generalizadas. 6. Descrição e Modelagem da Fase Líquida Definição de Funções em Excesso como Funções Geradores Atividade e Coeficiente de Atividades Estados Padrões Modelos para o coeficiente de atividades. 17EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira P R O G R A M A – EQA 5342 7. Cálculo do Equilíbrio de Fases Equilíbrio Líquido-Vapor à Baixas Pressões Avaliação das notações Avaliação da modelagem das Fases vapor e líquida na Predição do Equilíbrio e Comparação com Dados Experimentais. Estimação de Parâmetro de Equações de Estado e de Coeficientes de Atividades ELL. Predição e Estimação de Parâmetros. 8. Equilíbrio Químico Calor Padrão de Reação Coordenados de Reação Cálculo do Equilíbrio Químico 18EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 10 REFERÊNCIAS SANDLER, S. I., 1989. “Chemical and Engineering Thermodynamics”, 2a edição. SANDLER, S. I., 1998. “Chemical and Engineering Thermodynamics”, 3a edição. SMITH, J. M.; VAN NESS, H. C., 1987. “Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”, McGraaw Hill, 4a edição. SMITH, J. M. VAN NESS, H. C., 1997. “ Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”, Mc Graw Hill, 5a edição. SMITH, J. M. VAN NESS, H. C. “ Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”, Mc Graw Hill, 6a edição. SMITH, J. M. VAN NESS, H. C. 2005. “ Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”, Mc Graw Hill, 7a edição. PRAUSNITZ, J. M.; LICHTENTHALER, R.N.; AZEVEDO, E.G. 1999. “Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria”, Prentice Hall Internationa Series, 3a edição. New Jerse. VAN NESS, H. C.; ABBOTT, M. M., 1982. “Classical Thermodynamics of Nonelectrolyte Solutions”, Mc Graw Hill Book Company. AZEVEDO, E. G. 2000. Termodinâmica Aplicada, Escolar Editora. 2ª edição. 19EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 2020 REFERÊNCIAS Livro - Coleção Ciência - Fundamentos de Engenharia de Alimentos - Volume 6 - 2013 – Maria Angela de Almeida Meireles - Camila Gambini Pereira. Ed. Atheneu. 20EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 11 2121 Referência Apostila para nivelamento da pós graduação de Engenharia Química. Diagramas de fases Critérios de Equilíbrio e Estabilidade Termodinâmica de Misturas Cálculo do Equilíbrio de Fases 21EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Avaliação (Prova 1 + Prova 2)/2= 80% Análise crítica de artigo = 20% 1 aula/equipe base teórica Avaliação: seleção de artigo assunto, abordagem, profundidade, conhecimento e complementos estrutura, formatação e postura 22EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 12 SEMINÁRIO Artigo com modelagem termodinâmica Apresentar modelagem alternativa Pesquisar em outros materiais (livros, artigos...) Equipes de até 4 alunos Entregar artigo original e apresentação (PPT) 23EQA/UFSC, Sandra RS FerreiraSITES DE BUSCA Biblioteca da UFSC: Portal Periódicos CAPES: Web of Science: American Chemical Society: Science Direct: Scielo: NIST: 24EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 13 25EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Links de programas livres Phase Equilibria (PE): http://www.tuhh.de/alt/v8/downloads/pe-2000.html G&P Engineering Software (GP): http://gpengineeringsoft.com/ XSEOS: http://people.qatar.tamu.edu/marcelo.castier/index.htm GPEC (Deve-se solicitar aos desenvolvedores pelo link abaixo): http://phasety.com/7/projects/gpec/ PR1/UNIFAC/VLMU/CHEMEQ: http://www.che.udel.edu/thermo/basicprograms.htm Thermo Solver: http://bcs.wiley.com/he- bcs/Books?action=resource&itemId=0471385867&bcsId=1793&resourceId=2674 26EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 14 Alguns programas 27EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira www.che.udel.edu/thermo/basicprograms.htm 28EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 15 Fonte: Future of Job Survey, World Economic Forum, 2016 29EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Boa Formação Fundamento Diversificação Calendário 30EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Data Assunto Data Assunto Data Assunto 12/03 Plano de ensino 23/04 REVISÃO 04/06 Seminário 14/03 25/04 Prova 1 06/06 Seminário 19/03 30/04 11/06 Seminário 21/03 02/05 13/06 Seminário 26/03 07/05 18/06 Seminário 28/03 09/05 20/06 Feriado 02/03 14/05 25/06 Revisão 04/04 16/05 27/06 PROVA 2 09/04 21/05 02/07 11/04 Belém 23/05 04/07 REC 16/04 28/05 18/04 30/05 16 Equipes seminário 31EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Equipe 1 (data: ) Equipe 2 (data: ) Equipe 3 (data: ) Equipe 4 (data: ) Equipe 5 (data: ) Equipe 6 (data: ) Equipe 7 (data: ) Equipe 8 (data: ) Pode? 32EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 17 O que você acha? 33EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 3434 Som e imagem? 34EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 18 3535 Utilidades! App (sugestões?) Vamos avaliar... Conversão de unidades Tabelas de vapor d'água Valor de R Calculadora 35EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira 3636 App!!!! 36EQA/UFSC, Sandra RS Ferreira Tabelas Termodinâmicas