Aula_01_LRGp91k

Prévia do material em texto

Aula 01
Forma de avaliação:
1º bimestre:
Prova individual (7,0)
Prova em dupla (3,0)
2º bimestre:
Prova individual (7,0)
Prova em dupla (3,0)
3º bimestre:
Prova individual (7,0)
Seminário (3,0)
4º bimestre:
Prova individual (7,0)
Trabalho em grupo(3,0)
Datas: último dia dos bimestres
Aula 01
O que é a termodinâmica?
Conceitos básicos:
Sistema, vizinhança e fronteira!
Propriedade, estado, processo e
ciclo!
Fase e substância pura.
Sistema fechado;
Sistema isolado;
Volume de controle.
Propriedades intensivas;
Propriedades extensivas.
Aula 01
Algumas propriedades importantes.
• Volume específico (v) = volume/massa
• Massa específica (𝜌) = inverso do volume específico
• Pressão (p)
• Temperatura (t)
Aula 01
Algumas propriedades importantes.
• Energia interna (U) – propriedade extensiva.
• Energia interna específica (u)
Aula 01
Algumas propriedades importantes.
• Entalpia (H): Combinação de propriedades
termodinâmicas. Também é uma propriedade extensiva.
H = U + pV
• Entalpia especifica (h)
h = H/m = u +pv
Aula 01
As tabelas termodinâmicas !
Aula 01
Estudando a mudança de fase de
substância pura: definindo um
estado.
Em qual temperatura a água
“vira” vapor?
Aula 01
Estudando a mudança de fase de substância pura: definindo
um estado.
𝑡í𝑡𝑢𝑙𝑜 = 𝑥 =
𝑚𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟
𝑚𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟+𝑚𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
Mistura bifásica 
Aula 01
Estudando a mudança de fase de substância pura: definindo
um estado.
𝑥 =
𝑣𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 − 𝑣𝑓
𝑣𝑔−𝑣𝑓
O título pode ser definido em
função das propriedades de
estados saturados.
Exemplo:
𝑥 =
ℎ𝑒𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 − ℎ𝑓
ℎ𝑔−ℎ𝑓
Aula 01
Pontos importantes:
1. Entender os conceitos
2. Usar as tabelas de
propriedades
3. Definir os estados.
Exercícios
1) Determine a fase ou as fases de um sistema que consiste
em H20 nas seguintes condições e esboce os diagramas p-v
e T-v mostrando a localização de cada estado.
(a) p = 0.05628 bar, T = 35 ºC, v = 24 m3/kg.
(b) p = 1.985 bar, T = 100 ºC.
(c) p = 10.02 bar, T = 200 ºC.
(d) p = 5.00 bar, T = 100 ºC.
(e) p = 40.0 bar, T = 250.4 ºC, v = 0.04978 m3/kg.
(f) p = 50.0 bar, T = 290 ºC.
(g) v = 0,02 m3/kg bar, T = 180 ºC.
Exercícios
2) Uma mistura bifásica líquido-vapor de uma substância
possui uma pressão de 150 bar e ocupa um volume de 0,2 m3.
As massas de líquido e vapor saturados presentes são 3,8 kg e
4,2 kg, respectivamente. Determine o volume específico da
mistura, em m3/kg e o título.
Exercícios
3) Utilizando as tabelas para a água, determine os dados das
propriedades especificadas nos estados indicados. Para cada
caso, localize o estado manualmente a partir de esboços de
diagramas p x v e T x v.
a) A p = 3 bar, v = 0,5 m3/kg, avalie T em °C e u em kJ/kg.
b) A T = 400°C,p= 10 bar, avalie v em m3/kg e h em kJ/kg.
c) A T = 320°C, v = 0,2678 m3/kg, avalie p em MPa e u em kJ/kg.
d) A p = 28 MPa, T = 520°C, avalie v em m3/kg e h em kJ/kg.
Exercícios
4) A Tabela a seguir lista as temperaturas e os volumes
específicos do vapor d’água em duas pressões:
Utilizando os dados fornecidos, estime:
a) A temperatura p = 1,5 MPa, v = 0,1555 m3/kg
b) o volume específico a T = 240°C, p = 1,4 MPa.
P = 1,0 MPa P = 1,5 MPa
T (ºC) v (m3/kg) T (ºC) v (m3/kg)
200 0,2060 200 0,1325
240 0,2275 240 0,1483
280 0,2480 280 0,1627
Exercícios
5) Um quilograma de água se encontra inicialmente no ponto
crítico.
(a)Se a água é resfriada a volume específico constante até a
pressão de 30 bar, determine o título no final do estado.
(b)Se a água passa por uma expansão a temperatura
constante até a pressão de 30 bar, determine o volume
específico no final do estado, em m3/kg.
Mostre cada processo em um diagrama T x v.