Relatório Termodinâmica01

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Centro Universitário Maurício de Nassau
Lucas Pinheiro da silva
TERMODINÂMICA DAS SUBSTÂNCIAS PURAS E GASOSAS
RELATÓRIO
Maceió/AL
2020
Lucas Pinheiro da silva
TERMODINÂMICA DAS SUBSTÂNCIAS PURAS E GASOSAS
RELATÓRIO
Maceió/AL
2020
 Relatório apresentado ao curso de 
graduação em engenharia mecânica, no 
centro universitário Maurício de Nassau;
Orientador: Everton Ranny Ferreira dos 
Santos
INTRODUÇÃO
Este trabalho tem como o objetivo descrever as propriedades termodinâmicas das substâncias puras,
construir uma relação entre essas propriedades é, por fim, exemplificar a utilização prática da
manipulação dessas propriedades no dia a dia.
Propriedades termodinâmicas de substâncias puras
Substância Pura 
 Uma substância pura é aquela que tem composição química invariável e homogênea. 
É para é essa definição ser verdadeira a substância em análise para ser uma considerada uma
substância pura a homogeneidade da composição química tem que se manter em todas as fases da
substância
Fase 
A água poder ser o objeto de análise para exemplificar de forma simples o que é fase é o quão essas
mudanças de fases são importante 
Nesta imagem fica claro que a composição química da água ainda se mantém a mesma porém o que
distinguem a de sólida, liquida é gasosa é a ligação intermolecular entre elas é a ligação
intermolecular é nada mais e que a força pela qual as moléculas se atraem ou se repelem dessa
forma quanto maior a energia cinética na substância maior a distância intermolecular dessa forma,
altera a fase da matéria. É ao aquecer ou variando a pressão a que estar submetido a matéria poder
transitar entre os estados da matéria:
Líquido Saturado
 liquido saturado é o nome dado a um líquido ao qual estar em uma condição para altera da fase
líquida para fase gasosa um estado onde contém maiores números de partículas em estado líquido
mas no processo de transição para gasoso.
Líquido Comprimido
Substancia no estado líquido 
Vapor Saturado
Vapor saturado é nome dado a uma a um gás ao qual estar em uma condição para altera da fase
gasosa para fase líquida um estado onde contém maiores números de partículas em estado gasoso
mas ainda existe condensação.
Vapor super-aquecido
Nesse estado não existe condensação no gás á temperaturas a cima de 100ºc para água em pressões
1atm.
Diagrama T-V variando a pressão
Em todas essas propriedades estão ligadas a ao ponto de mudança de fase dessa forma, pressão e
temperatura estão correlacionadas é são diretamente proporcional ao ponto de mudança de fase
quanto maior a pressão maior a temperatura de ebulição é quanto menor a pressão menor o ponto de
ebulição.
Calor Latente
 É a quantidade absorvida ou liberada durante um processo de mudança de fase exemplificando
á 1 atm o calor latente de fusão da água é de 333,7 kJ/kg é de vaporização é de 2256,5 kJ/Kg
Temperatura de Saturação
É a temperatura onde a substância muda de fase para água T-sat =99,97 cº
Pressão de Saturação
É a pressão a qual uma substância muda de fase para a água P-sat=101,325 Kpa
Entalpia
É a grandeza física que mede a máxima energia de um sistema termodinâmico teoricamente
passível de ser deste removida na forma de calor onde a expressão é dada por:
H = U + PV
Onde:
 H = Energia contida no sistema em Joules
 U = Energia interna da substância ou sistema
 P = Pressão interna da substância ou sistema 
 V= volume da substância ou sistema
Título
 
É uma relação de proporção de líquido e vapor em uma mistura onde vai de 0 a 1.
 
 x=mv
mt
= mv
mv+ml
Onde:
MV= massa de vapor
ML= massa de líquido
MT= massa total
X= título 
Supondo que exista uma recipiente onde exista uma quantidade de 10 kg de água onde 2 kg estado
de vapor é 8 kg em estado de líquido o título desse sistema e definido:
 
X= 2/10= 0,2 onde isso significa que nesse volume existe 20 % de vapor 
Gás ideal
As principais características dos gases ideais são a ausência de forças atrativas ou repulsivas entre
suas partículas, que colidem elasticamente entre si, ou com as paredes do recipiente que os contém.
Além disso, entende-se que, em um gás ideal, as moléculas ocupam um espaço desprezível.
Uma série de experimentos feitos ao longo da história mostra que quantidades fixas de um gás cujas
características se assemelhem àquelas esperadas em um gás ideal obedecem a leis bastante simples.
Se um gás ideal é aquecido dentro de um recipiente fechado e rígido (volume constante), a pressão
do gás aumenta na mesma proporção que sua temperatura, em outras palavras, nessas
condições, temperatura e pressão variam de forma diretamente proporcional.
Em resumo, podemos dizer que os gases ideias apresentam:
•Ausência de forças de atração ou repulsão entre as moléculas do gás;
•colisões perfeitamente elásticas;
• partículas que não ocupam espaço e que se movem de forma desordenada.
https://www.preparaenem.com/matematica/grandezas-diretamente-proporcionais.htm
https://www.preparaenem.com/matematica/grandezas-diretamente-proporcionais.htm
https://www.preparaenem.com/matematica/grandezas-diretamente-proporcionais.htm
É importante saber que, apesar de não existirem na prática, os gases ideais descrevem bem o
comportamento de grande parte dos gases reais, se esses últimos estiverem sujeitos a baixas
pressões e altas temperaturas.
 PV=nRT
Onde:
p, pressão [Pa];
V , volume ocupado pelo gás [m³]
n, quantidade de gás [mol];
R, constante universal dos gases perfeitos, R≃8,314 [J/(mol K)]
T, temperatura (absoluta) [K];
v, volume molar [m³/mol], definido com V/n;
pv = RT
Em termos práticos para execução dos cálculos termodinâmicos utilizamos a tabelas
termodinâmicas onde podemos obtê os valores de cada propriedade descrista anteriormente de cada
substância em relação a pressão, volume é temperatura já estabelecidas em condições específicas
hoje em dia com o auxílio da tecnologia temos esses valores rapidamente em softwares ou em
sistemas de conectados com sistema de instrumentação de das máquinas em operação da indústria
porém a anos atrás não havia essa conectividade é automação de cálculos então tinha a necessidade
de estabelecer uma função de estado onde essas propriedades se correlacionassem a mais antiga é a
de van der waals entretanto existindo vários outros modelos mais preciso onde são adicionados
fatores de correção e de maior precisão.
 Modelo de van der waals:
 (P+a /v ²)=RT /(v−b)
Onde:
P, pressão [Pa];
R, constante universal dos gases perfeitos, R≃8,314 [J/(mol K)]
T, temperatura (absoluta) [K];
v, volume molar [m³/mol], definido com V/n;
pv = RT
Van der waals propõem que as moléculas não são pontos matérias que elas tem uma força de
atração:
a, constate para corrigir o parâmetro de atração;2f
a=
27 (RTc) ²
64 pc
e
b, constante para corrigir o volume das moléculas;
b= RTc
8 pc
O parâmetro a se refere a atrações entra as partículas é o b representa a repulsão.
Conclusão 
As propriedades das substâncias pura são determinadas em laboratório é a definição de cada uma
delas está diretamente relacionada a pressão, volume e temperatura da substância no estado de
operação dessa forma é evidente que para ter uma previsão do comportamento com uma precisão é
de fundamental importância a análise com auxílio de instrumentação de controle para existir uma
confiabilidade dos processos termodinâmicos é o fator de competitividade e eficiência do processo
contínuo do desenvolvimento da ciência.
A teoria cinética dos gases explica as propriedades de uma mistura de gases em termos de um
conjunto de suposições sobre a natureza dos gases ideais
Os gases reais desviam do comportamento ideal por terem volume finito é sofrem forças atrativas é
esse desvio aumenta com o aumento da pressão é diminuição da temperatura a equação de van der
waals comomuitas outras é derivada da equação dos gases ideal onde existe modificações para
explicar o volume molecular intrínseco e as forças moleculares.
Referencias: 
. Çengel Y. A. e Boles M. A. (2013). Termodinâmica, Editora McGraw Hill: 7ª edição.