Atps Termodinamica

Apresentação

As Atividades Práticas Supervisionadas (ATPS) propõe pesquisas acompanhadas e auxiliadas pelos professores das matérias destinadas. Este tipo de atividade contribui para que as matérias possam ser desenvolvidas de uma maneira mais prática, fazendo com que os integrantes se disponham a entrar profundamente nas pesquisas e fazer suas próprias descobertas a partir dos conceitos vistos em sala de aula.

A importância das etapas e passos apresentados na Atividade Prática Supervisionada da matéria de Termodinâmica Aplicada atinge pontos direcionados à Engenharia Mecânica. Os objetivos a serem atingidos estão voltados para as pesquisas e aplicações diretas em projetos, a utilização dados estabelecidos no desenvolvimento do produto.

Na Etapa 1 apresentamos os conceitos fundamentais da termodinâmica. Os grandes cientistas que iniciaram o desenvolvimento da termodinâmica. Ao uso da mesma, o modo de funcionamento do sistema de arrefecimento do motor automotivo, considerando a faixa de temperatura de liquido, conversão para de unidades. Principio de dilatação térmica, levando em conta a comparação entre os combustíveis utilizados no mercado.

Na Etapa 2 temos o modelamento matemático da primeira lei da termodinâmica. Sobre os modos de transferência de calor que ocorrem no motor a combustão interna. Analise da perda de energia no mesmo e a tendência da aplicação de materiais termoelétricos, para reaproveitamento desta.

Etapa 1

Definições e Conceitos Fundamentais:

Propriedades termofísicas e termodinâmicas

Na termodinâmica, a substancia que possui um igualdade na sua composição química, em toda extensão é classificado como substancia pura. Porém não necessita ser constituída por um único elemento químico, pode considerar também substancia pura desde que a mistura seja homogenia, afirma Yunus Çengel (2006).

As ligações intermoleculares são fortes nos sólidos, e fracas nos gases. O motivo, se da pelo fato das moléculas estarem compactadas nos sólidos e separadas nos gases.

No estado solido as moléculas estão organizadas num padrão tridimensional, repetindo em todo o solido. A força de atração entre as mesmas é alta, mantendo-as em posições fixas.

Figura 1 – Estado sólido.

Fonte: ÇENGEL, 2006, p. 92.

As forças de atração transformam-se em repulsão a medida que a distancia tende a zero.evitando o acumula mento entre ambas. As moléculas do solido oscilam continuamente em torno das posições de equilíbrio, esclarece Yunus Çengel (2006).

No estado liquido as moléculas possui o espaçamento sem diferenciação do sólido, mas sem a fixação delas em relação as outras, podendo girar e transladar livremente.

Figura 2 – Estado liquido.

Fonte: ÇENGEL, 2006, p. 92.

A força intermolecular é fraca em relação ao solido . As distancia entre as moléculas possui um pequeno aumento à medida que o sólido transforma-se em liquido, ressalta Yunus Çengel (2006).

No estado gasoso as moléculas ficam distantes umas da outras, e não há ordem de posicionamento. Movimentam-se livremente ocasionando colisões entre si Em baixa densidade , a força intermolecular é baixa, sendo o modo de interação entre elas a colisão.

Figura 3 – Estado sólido.

Fonte: ÇENGEL, 2006, p. 92.

As moléculas nesta fase, estão num nível de energia alta em ralação as duas outras, o gás libera uma grande quantidade de energia antes de condensar, esclarece Yunus Çengel (2006).

Com a definição dos tipos de fases da matéria, o entendimento de alguns dos conceitos básicos da termodinâmica. Um sistema termodinâmico define como uma quantidade de matéria, como massa e unidades fixa, sua vizinhança caracteriza algo externo. Todo sistema é separado por fronteiras .

Figura 4 – Sistema fechado.

Fonte: MORAN, 2012, p. 04.

De acordo com Fernando Porto (2007), o sistema isolado é aquele que não é influenciado, de forma alguma, pela vizinhança. Volume de controle permite o fluxo de massa através de uma fronteira, como calor e trabalho. No meio continuo, sob o ponto de vista macroscópico, todo sistema que contem o volume superior que os moleculares; no ponto de vista microscópio sistema é descrito como consistindo de um número grande de moléculas, cada uma delas capaz de ocupar um estado com energia bem definida.

A propriedade extensiva é a característica de quando o valor para o sistema é a soma destes para partes nas quais o sistema é dividido. Propriedade intensiva, possui valores relacionado à condição, independente do tamanho ou extensão do sistema, diz Fernando Porto (2007).

O conceito de equilíbrio na mecânica significa uma condição de estabilidade mantida por uma igualdade de forças atuantes que se opõem. Em termodinâmica o conceito é mais abrangente devido a outras influências., onde pode existir vários tipos de equilíbrio individualmente para estabelecer a condição ideal , entre os quais mecânico, térmico, fase e químico.

1.1. Etimologia da termodinâmica

A palavra Termodinâmica vem do grego Therme que significa calor, e Dinamis que significa potência, força, ou seja, potência do calor ou força do calor. A termodinâmica relaciona-se com a ciência da energia, que estuda a relação entre as trocas de calor e trabalho realizado, em um processo que envolve a presença de um sistema e o meio exterior, tratando também do armazenamento e conversão de energia.

Figura 5 – Lord Kelvin, pioneiro da termodinâmica.

Fonte: NETTO, 2011.

O sistema termodinâmico é um espaço ou região definido por limites reais ou imaginários, que é delimitado com o objetivo do estudo das energias e suas transformações, podendo ser grandes ou pequenos, como o sistema