TERMODINAMICA

TERMODINÂMICA

1 - CONCEITOS FUNDAMENTAIS

1.1 - Sistema Termodinâmico: consiste em uma quantidade de matéria ou região para a qual nossa atenção está voltada, ou seja, em função daquilo que desejamos calcular.Tudo que se situa fora do sistema termodinâmico é chamado MEIO ou VIZINHANÇA.

O sistema termodinâmico a ser estudado é demarcado através de uma FRONTEIRA ou SUPERFÍCIE DE CONTROLE a qual pode ser móvel, fixa, real ou imaginária.

Sistema Fechado - sistema termodinâmico no qual não há fluxo de massa através das fronteiras que definem o sistema.

Volume de Controle - é o sistema termodinâmico no qual há fluxo de massa através da superfície de controle que define o sistema.

A figura 1.1-1 é um sistema termodinâmico fechado, pois não há fluxo de massa através das fronteiras do sistema, embora haja fluxo de calor.

A figura 1.1-2, por sua vez, constitui um volume de controle pois temos fluxo de massa atravessando a superfície de controle do sistema.

Sistema Isolado - é quando não existe qualquer interação entre o sistema termodinâmico e a sua vizinhança. (ou seja, através das fronteiras não ocorre fluxo de calor, massa, trabalho etc. )

1.2 - Estado e Propriedades de uma Substância

A água é uma substância que pode existir sob várias formas. Se é líquida pode-se tornar vapor após aquecida ou sólida quando resfriada.

Fase: é uma quantidade de matéria totalmente homogênea; quando mais de uma fase está presente, as fases se acham separadas entre si por meio dos contornos das fases.

Em cada fase a substância pode existir a vários estados. O estado pode ser identificado por propriedades macroscópicas observáveis: temperatura, pressão, volume, etc.

Cada propriedade de uma substância num estado tem somente um valor definido e essa propriedade tem sempre o mesmo valor para um dado estado, independente da forma pela qual a substância chegou a ele.

Propriedades Termodinâmicas - podem ser divididas em duas classes gerais, as intensivas e as extensivas.

Propriedade Extensiva - depende da extensão do sistema ou volume de controle. Se subdividirmos um sistema em várias partes (reais ou imaginárias) e se o valor de uma dada propriedade for igual à soma das propriedades das partes, esta é uma variável extensiva. Por exemplo: Volume, Massa, etc.

Propriedade Intensiva - independe do tamanho do sistema. Exemplo: Temperatura, Pressão etc.

Propriedade Específica - é obtida dividindo-se uma propriedade extensiva pela massa da respectiva substância contida no sistema. Uma propriedade específica é também uma propriedade intensiva do sistema. Exemplo de propriedade específica: Volume específico , νν, νν== V M

Energia Interna específica , u, u

U M ==

onde: M é a massa do sistema, V o respectivo volume e U é a energia interna total do sistema.

Termodinâmica - Série Concursos Públicos Curso Prático & Objetivo

1.3 - Mudança de Estado de um Sistema Termodinâmico

Quando qualquer propriedade do sistema é alterada, por exemplo; Pressão, Temperatura, Massa, Volume, etc. dizemos que houve uma mudança de estado no sistema termodinâmico.

Processo - O caminho definido pela sucessão de estados através dos quais o sistema passa é chamado processo.

Exemplos de processos:

- Processo Isobárico (pressão constante) - Processo Isotérmico (temperatura constante) - Processo Isocórico (isométrico) (volume constante) - Processo Isoentálpico (entalpia constante) - Processo Isoentrópico (entropia constante) - Processo Adiabático (sem transferência de calor)

Ciclo Termodinâmico - Quando um sistema (substância), em um dado estado inicial, passa por certo número de mudança de estados ou processos e finalmente retorna ao estado inicial, o sistema executa um ciclo termodinâmico. Deve ser feita uma distinção entre ciclo termodinâmico, descrito acima, e um ciclo mecânico. Um motor de combustão interna de quatro tempos executa um ciclo mecânico a cada duas rotações. Entretanto o fluido de trabalho não percorreu um ciclo termodinâmico dentro do motor, uma vez que o ar e o combustível são queimados e transformados