Download - 1 Lei Termodinâmica
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Termodinâmica
termo modulo 01 – P13
Engenharia Químicaênfase em processos de fabricação de celulose
e papel
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Primeira Lei da Termodinâmica
• Embora a energia assuma várias formas, a quantidade total de energia é constante e , quando energia em uma forma desaparece, ela reaparece simultaneamente em outras formas.
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Balanço de Energia para Sistemas Fechados
• Para um sistema fechado não temos saída e entrada de massa, então não teremos influência de energia devido ao fluxo mássico de um sistema.
• A variação da energia de um sistema será dada através apenas de calor e trabalho. Esta variação está representada pela equação a seguir:
WQE )(
WQEEU pc )(
3.1
3.2
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Sistema Fechado
• Para o caso de um sistema fechado que não sofre variação de energia cinética e potencial, a equação 3.2 torna-se:
WQU 3.3
dWdQdU
WQUn
WQUn )(
3.4
3.5ou
3.6
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Sistema Fechado
• Dividindo a equação 3.6 pelo tempo teremos:
3.7
3.8
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• Quando um sistema é levado do estado a para o estado b, ao longo de uma trajetória acb, 100J de calor fluem para dentro do sistema e o sistema realiza 40J de trabalho.
Exercício 3.1
a
bc
d
e
P
V
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Exercício 3.1
a) Qual a quantidade de calor que flui para dentro do sistema ao longo da trajetória aeb, se o trabalho realizado pelo sistema for de 20J?
b) O sistema retorna de b para a pela trajetória bda. Se o trabalho realizado sobre o sistema for de 30J, o sistema absorverá ou liberará calor? Qual a quantidade?
Admita que as modificações no sistema ocorram somente na sua energia interna e que a equação 3.3 se aplica.
Para o trajeto acb, e então para qualquer trajetória levando de a para b,
WQU acbacbtab WQU
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JQQ acbacb 802060
bdabdatba WQU t
batab UU
JQbda 903060 bdaQ
aebaebtab WQU
JWQU acbacbtab 6040100
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Exercício 3.2
4kg de determinado gás estão contidos em um sistema pistão cilindro. O gás segue a seguinte relação pressão volume:
A pressão inicial é de 3bar, e o volume inicial de 0,1m3 e o volume final de 0,2m3. A mudança na energia interna específica do gás é de -4,6KJ/kg. Despreze as mudanças de energia cinética e potencial. Calcule o calor transferido neste processo em kJ.
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kJW 6,17
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Desafio 1
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Desafio 2
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Desafio 3