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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR UNIDADE ACADÊMICA DE AGRONOMIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS CAMPUS POMBAL - PB PROCESSOS TERMODINÂMICOS PROCESSOS TERMODINÂMICOS Equipe: Raimundo Raniêr Guilherme de Freitas Elysson Marcks José Raimundo Jr POMBAL - 2009 POMBAL - 2009 Trabalho apresentado ao professor José Roberto da disciplina de Mecânica e Termodinâmica do curso de Agronomia para a obtenção da avaliação correspondente a terceiro estágio.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR UNIDADE ACADÊMICA DE AGRONOMIA E TECNOLOGIA DE ALIMENTOS CAMPUS POMBAL - PB INTRODUÇÃO INTRODUÇÃO
Tipos de processos termodinâmicos: (^) Processo Adiabático; (^) Processo Isocórico; (^) Processo Isobárico; (^) Processo Isotérmico.
Tipos de processos termodinâmicos: (^) Processo Adiabático U 2 – U 1 = ∆U = -W
Tipos de processos termodinâmicos: (^) Processo Isobárico W = p(V 2 – V 1 )
∆U ≠ 0 W ≠ 0 Q ≠ 0
Tipos de processos termodinâmicos: (^) Processo Isotérmico ∆U = 0 Q = W
Calor Específico de um Gás Ideal: De acordo com a primeira lei da termodinâmica, temos: 1
Q = ∆U + W
P V T 1 , U 1 T 2 , U 2 P 1 P 2 V 1 V 2 Processo isobárico Processo isocórico dQ = dU + dW (^) W
Pela definição de calor específico molar a volume constante, CV, temos: dQ = nCV dT 2 dU = nCV dT 3 Calor Específico de um Gás Ideal:
Calor Específico de um Gás Ideal: O trabalho dW realizado pelo gás no processo isobárico é: dW = p dV 5 W = p∆VdW = p dV = nR dT
Calor Específico de um Gás Ideal: Substituímos agora as Equações (4) e (5) na primeira lei, dQ = dU + dW. Obtemos: substituindo dU na Equação (6) por nCVdT temos: nCp dT = dU + nR dT 6 nCp dT = nCV dT + nR dT Cp = CV + R 7
Processo Adiabático de um gás Ideal Um processo adiabático é aquele para o qual não ocorre nenhuma transferência de calor entre o sistema e suas vizinhanças.
P V T T + dT P b P a V a V b W Processo Adiabático de um gás Ideal b a Em um processo adiabático, Q = 0 Logo pela primeira lei, 1
Q = ∆U + W^0 ∆= ∆U + WU = - W
Processo Adiabático de um gás Ideal Para obter uma relação contendo somente a temperatura T e o volume V, eliminamos p usando a equação do gás ideal na forma: dT
R dV = (^) 0 T CV V p = nRT V Substituindo isto na Equação (8) nCV dT = - p dV 8 nCV^ dT =^ - nRT dV V reagrupando, encontramos: CV^ dT =^ -
RT
dV V CV^ dT = (^) - R dV T V dT = (^) - R dV T CV V
Processo Adiabático de um gás Ideal O coeficiente R/Cv pode ser expresso em termos de γ = CP/CV, Obtemos: dT
- (^) (γ - 1 ) dV = (^) 0 9 dT
R dV = (^) 0 T CV V Substituindo R/Cv na expressão R R Cp = CV + R 7 R = Cp - CV Cp – CV CV Cp
γ =^ Cp CV
