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Entalpia + Exercicios
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Conceitos Fundamentais
Definições
Propriedades termodinâmicas Estado termodinâmico Processo Ciclo Substância Pura Temperatura de saturação Líquido Saturado Líquido Sub-resfriado Título (x) Vapor Saturado Vapor Superaquecido
Definições
Propriedades termodinâmicas São características macroscópicas de um sistema, como: volume, massa, temperatura, pressão etc.
Estado termodinâmico Pode ser entendido como sendo a condição em que se encontra a substância, sendo caracterizado pelas suas propriedades.
Processo É uma mudança de estado de um sistema. O processo representa qualquer mudança nas propriedades da substância.
Ciclo É um processo, ou mais especificamente uma série de processos, onde o estado inicial e o estado final do sistema (substância) coincidem.
PRECIPIENTE
Líquido
Definições
Substância Pura É qualquer substância que tenha composição química invariável e homogênea. Ela pode existir em mais de uma fase (sólida, líquida e gasosa), mas a sua composição química é a mesma em qualquer das fases
Definições
Estados de uma Substância Pura
Líquido
P
T
Líquido SubresfriadoT < TSAT
Líquido SaturadoT = TSAT
Título x = 0
P
Líquido
Vapor ÚmidoT = TSAT0 < x < 1
LíquidoVapor
P
Vapor Saturado
P
Vapor SaturadoT = TSAT
x = 1
Vapor Superaq.
P
Vapor SuperaquecidoT > TSAT
GásT >>>> TSAT
Gás
P
Líquido
P
T
Líquido SubresfriadoT < TSAT
Líquido
P
LíquidoLíquido
PPP
TT
Líquido SubresfriadoT < TSAT
Líquido SaturadoT = TSAT
Título x = 0
P
Líquido
Líquido SaturadoT = TSAT
Título x = 0
P
Líquido
PP
Líquido
Vapor ÚmidoT = TSAT0 < x < 1
LíquidoVapor
P
Vapor ÚmidoT = TSAT0 < x < 1
LíquidoVapor
P
LíquidoLíquidoVapor
P
VaporVapor
PP
Vapor Saturado
P
Vapor SaturadoT = TSAT
x = 1
Vapor Saturado
P
Vapor Saturado
P
Vapor SaturadoT = TSAT
x = 1
Vapor Superaq.
P
Vapor SuperaquecidoT > TSAT
Vapor Superaq.
P
Vapor Superaq.
P
Vapor SuperaquecidoT > TSAT
GásT >>>> TSAT
Gás
P
GásT >>>> TSAT
Gás
P
Gás
P
Gás
P
Definições
Substância Pura Temperatura de saturação Líquido Saturado Líquido Sub-resfriado Título (x) Vapor Saturado Vapor Superaquecido
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
Energia Interna (u)É a energia que a matéria possui devido ao movimento e/ou forças intermoleculares. Esta forma de energia pode ser decomposta em duas partes:-Energia cinética interna relacionada à velocidade das moléculas;-Energia potencial interna relacionada às forças de atração entre as moléculas.
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
· Entalpia
Entalpia, por vezes referida como entalpia absoluta, é uma grandeza física definida no âmbito da termodinâmica clássica de forma que esta mensure a máxima energia de um sistema termodinâmico teoricamente passível de ser deste removida na forma de calor, isto a pressão constante.
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
· Entalpia
Conforme definida, a entalpia engloba em si não apenas a energia interna do sistema mas também a energia armazenada no conjunto sistema-vizinhança que, absorvida pelo sistema via trabalho realizado pela sobre este em processos termodinâmicos que impliquem a diminuição de seu volume, também integra uma parcela de energia passível de ser extraída na forma de calor a partir do referido sistema.
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
· Entalpia
A entalpia mensura pois a totalidade de energia de alguma forma atrelada ao sistema - incluindo-se nesta não apenas a energia encerrada no sistema como também a energia atrelada ao sistema em virtude das relações que este estabelece com a sua vizinhança.Em acordo com o apresentado, a entalpia absoluta ou simplesmente entalpia, H, define-se por:H = U + PVOnde U representa a energia interna do sistema e PV mensura a quantidade de energia associada ao conjunto sistema-vizinhança devido ao fato do sistema ocupar um volume V quando submetido à pressão constante P, ou seja, o máximo trabalho executável pela vizinhança sobre o sistema.
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
Entropia (s) Esta propriedade termodinâmica representa, segundo alguns autores, uma medida da desordem molecular da substância ou, segundo outros, a medida da probabilidade de ocorrência de um dado estado da substância.
Volume Específico v = V / m
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
Trabalho
TRABALHO (mecânica) – é o produto de uma força pela distancia que esta força percorrer na direção de sua aplicação.
TRABALHO (Física) - grandeza cuja variação infinitesimal é igual ao produto escalar de uma força pelo vetor deslocamento infinitesimal de seu ponto de aplicação;
EXEMPLO
Aplica-se uma força na ponta de uma chave de boca, o torque é sentido no ponto de apoio da chave – centro da cabeça do parafuso. Se considerar o deslocamento feito na extremidade oposta da chave para apertar o parafuso, tenho um trabalho.
Propriedades Termodinâmicas de uma Substância
· Trabalho
Um sistema composto por um cilindro contendo um gás, fechado em uma extremidade e na outra possuindo um embolo deslizante, é adicionado calor aumentando sua temperatura e consequentemente a sua pressão.
O embolo ao deslizar por causa da força gerada pela pressão (P = F / A), mantém o equilíbrio desta e realiza trabalho.
Exemplo:A = área da cabeça do pistão
Equações de Estado
Relação matemática que correlaciona:
Pressão , Temperatura e Volume Específico(Sistema em equilíbrio termodinâmico.)
Equação dos Gases Ideais
Pv RT
Tabelas de Propriedades Termodinâmicas dos Fluidos Frigoríficos
Na região de Líquido + vapor pode-se determinar as propriedades dos fluidos conhecendo-se o título (x), através das seguintes equações:
l v lu u x u u
l v lv v x v v
l v lh h x h h
l v ls s s s s
Tabelas de Propriedades Termodinâmicas dos Fluidos Frigoríficos
Diagramas de MOLLIER para Fluidos Refrigerantes
Temperatura
Pressão
En
talp
ia
Títu
lo
Ent
ropi
a
Volume específico