FETC_Aula1-2

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g 
Fontes de Energia e Tecnologia de Conversão 
Prof. Augusto Brasil 
g Plano da Disciplina 
Aulas teóricas expositivas 
Primeira 
Aula 
Experiências 
Exercício 
em Sala 
Provas 
Prova 1 
Exp1 Exp2 
Prova 2 Prova 3 
SEMESTRES ANTERIORES 
Exercício 
em Sala 
Exercício 
em Sala 
Exercício 
em Sala 
Exercício 
em Sala 
g Plano da Disciplina 
Aulas teóricas expositivas 
Primeira 
Aula 
Experiências 
Prova 
FINAL 
Exercício 
em Sala 
Provas 
Prova 1 
Sem1 Sem2 Sem3 Sem4 
Exercício 
em Sala 
Exercício 
em Sala 
Exercício 
em Sala 
Prova 2 Prova 3 Prova 4 
SEMESTRES ANTERIORES 
g Avaliação 
Experiências 
Provas 
Prova 1 
Sem1 Sem2 Sem3 Sem4 
Prova 2 Prova 3 Prova 4 
4
4321 PPPPNota provas 
4
4321exp SemSemSemSemNota eriências 
3
Oral Roteiro Relatório 
nSem
PROVA 
FINAL 
exp
exp
exp
10
Nota
NotaP
Nota
Final





 

Substitui 
menor 
Fator de 
correção 
SEMESTRES ANTERIORES 
g Plano da Disciplina 
Experiências 
Provas 
Prova 1 
Sem1 Sem2 Sem3 Sem4 
Prova 2 Prova 3 Prova 4 
4
4321 QQQQNota prova 
4
4321exp SemSemSemSemNota eriências 
3
Oral Roteiro Relatório 
nSem
PROVA 
FINAL 
exp
exp
exp
10
Nota
NotaP
Nota
Final





 

Substitui 
menor 
Fator de 
correção 
g Plano da Disciplina 
Aulas teóricas expositivas 
Primeira 
Aula 
Experiências 
Exercício 
em Sala 
Provas 
Prova 1 
Eólica Solar Hidro Termo 
Prova Substitutiva 
A PATIR DE 2014/2 
IGUAL EM 2015/1 
4
4321 QQQQNota provas 
TRAGAM SUAS 
CARTEIRAS DE ESTUDANTE 
g 
Energia 
g 
Quem gasta mais energia? 
H 
g 
Quem gasta mais energia? 
H 
h 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
h1 
21 pp 
1 
2 
h2 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
h h 
21 hh 
1 
2 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
x1 
2 
21
21
kk
mm


1 
x2 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
21 mm 
v1 v2 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
21 vv 
v1 v2 
g 
Qual energia você reconhece nos exemplos? 
g 
Energia potencial 
mghE 
Gravitacional 
p 
h 
2
2
1
kxE 
Elástica 
p 
x 
g 
Qual energia você reconhece nos exemplos? 
g 
Energia cinética 
2
2
1
mvE 
m v 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
21 mm 
g 
Qual energia você reconhece nos exemplos? 
g 
)(222 2
1 lOHOH 
Energia de combustão e Entalpia de formação 
molkJHf /8,285
0 
22 COOC  molkJHf /5,393
0 
)(2)(2)(2)(4 2 lggg OHCOOCH  molkJHf /890
0 
@ 298,15K (25C) 
- 393,5 + 2(-285,8) - (-74,9) - 2(0) = 890 kJ/mol 
24)(22 2 OCHOHCO l 
g Poder calorífico 
molkJh
nnhPCSPCI
v
combOHv
/65,40
)/(
2


• Poder Calorífico Superior (PCS) 
 
Energia obtida da reação na forma de calor + Energia de vaporização da água 
 
 
• Poder Calorífico Inferior (PCI) 
 
Energia obtida da reação na forma de calor 
g Poder calorífico 
)(2)(2)(2)(4 2 lggg OHCOOCH  PCS= 890 kJ/mol 
PCI = 890 (kJ/molCH4) – 40,65 (kJ/molH2O)*(2molH2O)/1molCH4) 
 
PCI = 808 kJ/mol 
 
PCI = 808 (kJ/mol) / 16 (g/mol) = 50 kJ/g ou 50MJ/kg 
METANO 
g Poder calorífico 
g 
Qual sistema tem mais energia? 
21 mm 
g 
Qual energia você reconhece no exemplo? 
g 
 
2
1
2
1
2
1
V
V
x
x
x
x
pdVpAdxFdxW
TRABALHO 
x1 x2 
Temperatura constante 
W 
Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g 
2
22
1
11
T
VP
T
VP
nR
nR
T
PV


Lei dos gases ideais 
V2 V1 
Pressão constante 
W 
Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g 
ieWQEE  12
E2 E1 
W 
E 
CALOR 
[ Variação de Energia ] = [ Energia transferida por calor ]in - 
 
 - [Energia transferida por trabalho]out 
 
 + [Energias transformadas] 
Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g 
Energia interna (U) é a soma das energias cinética 
e potencial molecular 
• Energia cinética Calor sensível 
• Energia de ligação molecular Calor latente 
• Energia de ligação de átomos Energia química 
WQU 
Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g 
pvuh
PVUH


v
p
p
p
v
v
c
c
k
T
h
c
T
u
c












Calor específico é a energia necessária para 
aumentar a temperatura em 1°C de uma 
unidade de massa de uma substância. 
• Calor específica a pressão constante (cp) 
• Calor específico a volume constante (cv) 
 
Entalpia (H) é soma da energia interna mais 
PV. E tais grandezas podem ser 
representadas por unidade de massa. 
Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g 
Tch
Tcu
dTcdh
dTcdu
p
v
p
v



Como: 
Então: 
TcmH
TcmU
p
v


Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g 
Portanto, para sistemas com transferência de energia, 
sem produção de trabalho: 
WQU 
TcmQ
TcmU
v
v


Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g Trabalho, Energia e Termodinâmica 
g Balanço e conservação de energia 
x1; t1 
x2; t2 
  dsVVm
x
x
.F
2
1 2
1
2
1
2
2 
g Balanço e conservação de energia 
  mghzzmgdsVVm
x
x
  )(.F2
1
12
2
1
2
2
2
1
g Balanço e conservação de energia 
Sistema 
Entra Sai 
Acumula ou consome 
[ Variação de Energia ] = [ Energia ]entra - [ Energia ]sai - [Energias transformadas] 
g Eficiência 
Sistema 
Total Não convertida 
Útil 
total
útil
E
E

g Energia e Potência 
t
E
P [ Watt ] 
[ Joule ] 
[ s] 
g 
Exercício: 
 
Uma usina termoelétrica a Diesel gera 1 MW e consome 207 litros/h de 
combustível. Calcule a eficiência da usina. Se o combustível for mudado para 
Gás Natural, com a mesma eficiência, qual o consumo de combustível? 
Diesel
deEletricida
E
E

Propriedades do Diesel: 
Massa específica = 0,85 kg/l 
PCI = 45,34 MJ/kg 
Propriedades do GN: 
Massa específica = 0,78 kg/m3 
PCI = 37,9 MJ/m3(n) 
Preço = R$ 0,147/m3 
EXEMPLO 
g 
h
kg
s
kg
m
kg
MJ
m
s
MJ
MW
MW
MW
MW
MW
s
kg
MJ
l
kg
l
h
l
1700475,078,0
9,37
1307,2
307,2
433,0
1
%3,43433,0
307,2
1
307,2
3600
34,4585,0207
207
3
3






Exercício: 
 
Solução 
EXEMPLO 
g 
Exercício: 
 
A combustão de Diesel em indústrias se dá através da reação 
química: 
A energia contida no Diesel é de 42MJ/kg. Se uma indústria 
tem 35% de eficiência no aproveitamento dessa energia. 
Para gerar 1MW, qual o consumo de combustível (sabendo 
que a massa específica é de 0,85 kg/l) e qual a massa de CO2 
emitida? 
𝐶10𝐻20 + 15𝑂2 → 10𝐶𝑂2 + 10𝐻2𝑂 
EXEMPLO 
g 
65,769
89,244
440140
440)16212(10
140)2011210(
89,244068,0
42
857,2
28808,0
85,0
1
42
857,2
857,2
35,0
1
%3535,0
2
2
2
2010






















x
h
kg
x
h
kg
kgkg
kgCO
kgHC
h
kg
s
kg
MJ
kg
s
MJ
h
l
s
l
kg
l
MJ
kg
s
MJ
MW
MW
CODIESEL
CODIESEL

Exercício: 
 
Solução 
EXEMPLO 
g 
MATRIZ ENERGÉTICA E 
SEUS IMPACTOS 
g 
• Petróleo 
• Gás Natural 
• Carvão 
• Geotérmica 
• Nuclear 
FONTES DE ENERGIAS NÃO-
RENOVÁVEIS 
g 
• Hidrelétricas 
• Solar 
• Maré 
• Eólica 
• Hidrogênio 
• Biomassa 
FONTES DE ENERGIAS RENOVÁVEIS 
g 
Fonte: Ministério das Minas e Energia 
Matriz Energética 
Gráfico 8 - Oferta Interna de Energia: Estrutura de 
Participação das Fontes
 (Brasil - 2005)
Urânio
1,2%
Petróleo e 
Derivados
38,7%
Carvão Mineral
6,3%
Hidráulica e 
Eletricidade
14,8%
Biomassa
29,7%
Gás Natural
9,4%
g 
Fonte: BEN (MME) 
Oferta de Energia Interna 
g 
Fonte: BEN (MME) 
Dependência Energética 
g 
Fonte: BEN (MME) 
Matriz de Eletricidade 
g Matriz Energética - Setor de Transportes 
Combustíveis 
g 
90Mm3/Year 
Fonte: BEN (MME) 
Combustíveis 
g 
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
M
J
/p
a
ss
a
g
e
ir
o
-k
m
Carro (gasolina)
Carro (diesel)
Trem suburbano
Ônibus
Bonde
Metrô
Bicicleta
A pé
Energia necessária para 
transporte 
g 
0 50 100 150 200 
Consumo diário per capta (mil kcal) 
E
n
e
rg
ia
 T
o
ta
l 
c
o
n
s
u
m
id
a
 p
e
r 
c
a
p
ta
 (
m
il 
k
c
a
l/
d
ia) 
230 
Homem 
Tecnológico 
77 
Homem 
Industrial 
20 
Homem 
Agrícola 
Homem 
Agrícola 
primitivo 
12 
6 Homem 
Caçador 
Homem 
Primitivo 
2 
Alimentação Moradia e 
Comércio 
Indústria e 
Agricultura 
Transporte 
Consumo energético e 
desenvolvimento 
g Consumo energético e 
desenvolvimento 
g Consumo energético e 
desenvolvimento 
g 
g Termelétricas 
g Termelétricas a Biomassa 
g Índice de Desenvolvimento 
Humano 
g Percentual de habitantes vivendo 
abaixo da linha de pobreza 
g IDH em função do 
consumo per capta 
g Pobreza em função do 
uso de biomassa 
g CICLO DO CARBONO 
g Carbono na atmosfera