MAPA MENTAL 01 - JOAO WILLIAM MARTINS DA SILVA 01208538

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1ª Lei da
termodinâmica ou
lei da conservação
de energia
variação da quantidade de energia contida no
sistema durante um certo intervalo de tempo
é igual a:
quantidade líquida de energia tranferida para dentro
através da fronteira do sistema por tranferência de
calor dutante o intervalo de tempo
quantidade líquida de energia transferida para fora
através da fronteira do sistema por trabalho durante
o intervalo de tempo
( - )
balanço de energia
Representando
matematicamente a
1ª Lei
∆E=∆U+∆EC+∆EP ou E2 - E1= (U2 - U1) + (EC1 - EC2) + (EP1 - EP2)
ONDE:
∆U=variação da energia interna (J)
∆EC=variação da enegia cinética, onde EC=(m.V²)/2
∆EP=variação da energia potencial, onde EP=m.g.h
podendo ser escrito também como:
∆U+∆EC+∆EP=Q+W
W= trabalho (J)
Q=calor (J)
E2 - E1 = Q -W
∆E= variação de energia total de um sistema
na forma diferencial: dE = ∂Q - ∂W na forma de taxa temporal:
taxa de variação temporal da energia contida
no sistema no tempo t =
taxa líquida na qual a energia está sendo
transferida para dentro por transferência de calor
no tempo t
-
taxa líquida na qual a energia está sendo
transferida para fora por trabalho no tempo t
representado por: dE/dt= Q- W
tem um . (ponto) em cima do Q&W pra representar a taxa
temporal
onde: dE/dt é (J/s); Q é (J/s); W é (J/s);
OBSERVAÇÕES
Q<0: Calor transferido PARA o sistema;
AQUECIMENTO(+)
Q>0: Calor transferido A PARTIR do sistema;
RESFRIAMENTO(-)
calor tranferido por: condução: Qx= - kA((T2-T1)/L)
convecção: Qc= hA (Tb-Tf)
Radiação:Qe=ƐơA[T^4b -T^4s]
W>0: Trabalho é realizado A PARTIR do sistema ; EXPANSÃO
W<0: Trabalho é realizado SOBRE o sistema ; COMPRESSÃO
relação entre pressão e volume é dada através de um processo politrópico
volume de controle
podemos usar essa condição devido
quase equilíbrio
O balanço de massa para o
volume de controle é:
Kg/s
O balanço de energia para o
volume de controle é:
parte que entra parte que sai
Onde o termo pivi se refere ao trabalho de fluxo, ou
seja, o trabalho necessário para introduzir a massa
no volume de controle e o trabalho realizado pela
massa ao sair do volume.
Utilizando a definição de entalpia, h=u+Pv:
ou ainda em termos de densidade: O fluxo mássico unidimensional pode ser avaliadocomo:
Onde, m é a vazão mássica, A é a área, V é a
velocidade, vé o volume específico e ρé a
densidade.
No regime permanente, as propriedades
dependentes do tempo não variam, ou seja, não há
variação de massa e energia com o tempo, e assim:
para sistema fechado Q-W=0 para sistema aberto m1-m2=0
na natureza nada se destroi nem nada se cria, tudo
se transforma.
1ª lei da termodinâmica para mudança de estado de
um sistema:
As vezes estamos mais interessados num processo do que
em um ciclo, e para isso, leva-se em consideração a primeira
lei para um sistema que passa por uma mudança de estado.
Isso pode ser feito através de uma propriedade, a energia
(E).
Consideremos um sistema que percorre um ciclo, mudando de
estado 1 para o estado 2 através do processo A e voltando do
estado 2 para o estado 1 pelo processo B.
O balanço de energia para um ciclo tem a seguinte
forma:
∆Eciclo=Qciclo-Wciclo
Como o sistema retorna ao estado inicial, não há uma variação
líquida de energia, e assim:
Wciclo=Qciclo
Os ciclos de potência fornecem uma transferência
líquida sob a forma de trabalho para sua vizinhança.
Acontece de forma espontanea.
O Qentra deve ser maior que o Qsai.
Os ciclos de refrigeração e bomba de calor
fornecem energia na forma de calor para do corpo
frio para o sistema que percorre o ciclo. Acontece
de forma não espontanea.
O Qsai deve ser maior que o Qentra.
n= Wciclo/Qentra
A eficiência térmica jamais pode ser maior que
100%
ß=Qentra/Wciclo ƴ=Qsai/Wciclo
O valor de γ nunca é inferior a unidade. Para
bombas de calor residenciais, o Qentra geralmente
vem do ar ambiente, solo ou corpo de água próximo
e o Wciclo é fornecido pela eletricidade.
DESEMPENHO
n (potencia)
ß (refrigeração)
ƴ (bomba de calor)
n= Wciclo/Qq
ß=Qf/Wciclo
ƴ=Qq/Wciclo
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