A ANÁLISE DO PROBLEMA E TÉCNICA DE SOLUÇÃO

ANÁLISE DO PROBLEMA E TÉCNICA DE SOLUÇÃO

Verifique se o sistema é aberto (existe fluxo de massa) ou fechado (não existe fluxo de massa).

Caso 1: Procedimento para resolver problema envolvendo um sistema fechado

1.1) Qual é o sistema? Por exemplo, O fluido dentro de um tanque, um cilindro e pistão, etc. Faça um esboço do sistema. Quem é o fluido? (gás ideal, líquido, gás real (vapor superaquecido ou gás SC, etc), mistura de líquido e vapor)

1.2) O que conhecemos do estado inicial (quais as propriedade neste estado)? (Lembre-se que para uma substância homogênea, uma fase, necessitamos de conhecer duas propriedades intensivas independentes para determinarmos (ou seja caracterizar qual é o estado). Localize estas duas funções de estado.

1.3) O que conhecemos do estado final (quais as propriedade neste estado)? Identifique duas propriedades intensivas independentes  para caracterizar o estado final

1.4) Indique as interações do sistema com a vizinhança (interações de calor e de trabalho).

1.5) O que o problema quer saber?? Ou seja, o que deve ser calculado?

1.6) Descreva o tipo do processo. Verifique se existe alguma relação funcional conhecida entre duas propriedades. Por exemplo, processo isotérmico implica que durante todo o processo a temperatura é a mesma e deste modoa a temperatura inicial e final são as mesmas; se o processo ocorre a volume constante e é sistema fechado o volume específico (ou molar) é constante durante todo o processo e, também o valor do estado inicial e final é o mesmo. Se o processo é cíclico as variações de todas as funções de estado ao percorrer o ciclo é zero.

1.7) Ilustre o processo num diagrama P-V, TS ou P-T

1.8) Qual o modelo utilizado na previsão do comportamento da substância (por ex: gás ideal, gás real, líquido incompressível, fluidos com dados nas Tabelas Termodinâmicas, etc)

1.9) Qual é a análise do problema ? Nesta etapa aplique a 1 Lei da Termodinâmica e se necessário a 2 Lei da Termodinâmica

1.10) Determine o procedimento de cálculo para obter a resposta do problema (é o nosso rascunho do que vamos calcular). Nesta etapa verifique quais as ferramentas matemáticas que serão necessárias usar, por exemplo, solução de uma equação de 1 grau, 2 grau ou de 3 grau, solução analítica ou numérica, método de tentativa e erro, programação????

Procedimento para resolver problemas envolvendo sistemas aberto

1) O regime é permanente (as variáveis de estado não variam com o tempo) ou transiente (as propriedades variam com o tempo).

Caso 2: Se o regime é permanente:

2.1) Qual é o volume de controle? Por exemplo, um tanque, uma bomba, um trocador de calor, uma bomba, etc. Faça um esboço do sistema. Identifique quantas correntes de entrada e de saída existem.

2.2) No problema envolvendo regime permanente, em geral, o próximo passo é caracterizar as corrente de entrada e saída do tanque. Caracterize as correntes de entrada e saída (Lembre-se que para uma substância homogênea, uma fase, necessitamos de conhecer duas propriedades intensivas independentes para que determinemos qual é o estado, então localize estas duas funções de estado, verifique se outras informações tais como velocidade, altura e diâmetro da tubulação são fornecidas para cada corrente de entrada). Caracterize também as correntes de saída.

2.3) Indique todas as interações do sistema com a vizinhança (interações de calor e de trabalho).

2.4) Descreva o tipo do processo (expansão, compressão, resfriamento, aquecimento, etc). Verifique se existe alguma relação funcional conhecida entre duas propriedades. Por exemplo, numa máquina adiabática e reversível (regime permanente) a variação da entropia é zero, e se existe apenas uma entrada e uma saída, a entropia da corrente de entrada é igual a entropia da corrente de saída.

 

2.5) O que o problema quer saber?? Ou seja, o que deve ser calculado?

2.6) Ilustre o processo num diagrama P-V, T-S ou P-T

2.7) Qual o modelo utilizado na previsão do comportamento da substância (por ex: gás ideal, líquido incompressível, fluidos com dados nas Tabelas Termodinâmicas, etc)

2.8) Qual é a análise do problema ? Nesta etapa aplique a 1 Lei da Termodinâmica para sistema aberto, regime permanente, o balanço de massa, e se necessário a 2 Lei da Termodinâmica. . Lembre-se que para um regime permanente não existe acúmulo de massa nem de energia no volume de controle.