FORMA INTEGRAL PARA AS EQUAÇÕES BÁSICAS PARA O VOLUME DE CONTROLE

FORMA INTEGRAL PARA AS EQUAÇÕES BÁSICAS PARA O VOLUME DE CONTROLE

FORMA INTEGRAL PARA AS EQUAÇÕES BÁSICAS PARA O VOLUME DE CONTROLE

Trabalho apresentado á Disciplina

Fenômeno de Transporte I do curso

De Engenharia de Produção da Universidade Salgado de Oliveira- Univer-

so, como parte das atividades para a-

provação na disciplina.

Orientador: Prof Valter Lima

Niterói

2013

SUMÁRIO

1- Introdução...............................................................................................4

1.1- As Leis Básicas do Sistema................................................................... 4

1.2- Conservação da massa.............................................................................5

1.3- Lei da termodinâmica..................................................................................6

2- Transferência de Calor.............................................................................12

2.1- Condução...................................................................................................13

2.2- Convecção.................................................................................................13

2.3- Radiação....................................................................................................16

3- Dimensões e Sistemas de Unidades.......................................................16

3.1- Sistemas Quanto as dimensões................................................................17

3.2- Sistemas Quanto ás Unidades..................................................................17

Referências.......................................................................................................21

Intodução

1- Forma Integral para as Equações Básicas para o volume de controle

O estudo dos fluidos em movimento será iniciado pelo desenvolvimento das equações básicas na forma integral para aplicação em volumes de controle. Por que a formulação em volume de controle, e não de sistema? Existem duas razões básicas. Primeira, uma vez que os meios fluidos são capazes de distorção e deformação contínuas com o tempo, é, em geral, muito difícil identificar e seguir a mesma massa de fluido em todos os instantes. Segunda, estamos, na maioria das vezes, interessados não no movimento de uma dada massa de fluido, mas no efeito daquele movimento sobre algum dispositivo ou estrutura. Com isso, é mais conveniente aplicar as leis básicas a um volume definido no espaço utilizando a análise de volume de controle.

1.1- As Leis Básicas do Sistema

Sistema: porção do universo sob análise. Todo sistema tem um contorno, paredes, fronteiras ou limites do sistema, que podem ser reais ou imaginários. Todos estes termos tratam de um conceito único: a superfície de contorno. O meio externo, ou entorno do sistema é a parte do universo próxima ao sistema que é afetada, em alguma medida, por ele.

Um sistema pode ser fechado, isto é, é uma porção constante de massa. Alguns autores, de princípio, definem sistema como sendo, necessariamente, o sistema fechado.

O sistema pode também ser aberto, quando a transferência de massa e energia ocorre através de seus limites. Nesse caso é mais usual que os autores o definam como volume de controle, e a superfície limítrofe, que em parte é permeável, são chamados de superfície de controle. O sistema pode ser também um sistema isolado, quando ele não transfere massa ou energia para o meio externo.

Fase é uma porção de matéria, homogênea em termos de composição química e estrutura física. Um sistema que contém somente uma fase é chamado de sistema homogêneo. Se tem duas ou mais fases, é um sistema heterogêneo. Notar que uma fase pode ser composta de somente uma substância pura ou pode ter vários componentes.

Os limites de um sistema podem ser: adiabáticos, quando não podem ser atravessados pelo calor. Diatérmicos, se permitem a passagem do calor. Rígidos, se não há variação de volume. Permeável ou semi-permeável, quando através das paredes pode passar qualquer classe de substância, ou somente uma certa classe de substância.

A propriedade de um sistema é qualquer característica avaliável de um sistema, e cujo valor depende das condições do sistema. O conjunto de propriedades define o estado termodinâmico do sistema. Às vezes as propriedades termodinâmicas fundamentais são denominadas de coordenadas termodinâmicas; a partir das propriedades fundamentais, várias outras podem ser deduzidas. As propriedades são internas, intrínsecas ao sistema, ou externas, aquelas que dependem do movimento ou da posição relativa do sistema. As propriedades do sistema são também comumente referidas como variáveis de estado ou funções de estado. As propriedades podem ser extensivas, quando dependem da massa do sistema, ou intensivas, quando não dependem da massa. A propriedade intensiva de um sistema constituído de N sub-sistemas será dada por: