Introdução a termodinâmica

Unidade 1

Primeira lei da termodinâmica

Unidade 2

Segunda lei da termodinâmica

Apresenta os dois enunciados mais importantes da segunda lei da termodinâmica. Apresenta as máquinas térmicas, dispositivos que produzem trabalho a partir de calor em processo cíclico, citando exemplo. Apresenta refrigeradores térmicos simples, que funcionam como aquecedores quando invertidos. Apresenta o ciclo de Carnot, definindo e equacionando as quatro etapas e ilustrando em um diagrama.

Entropia e a segunda lei da termodinâmica

Apresenta entropia por meio da desigualdade de Clausius, demonstrando essa desigualdade para máquinas térmicas e ciclos de refrigeração, concluindo que a igualdade se aplica a ciclos reversíveis e a desigualdade a ciclos irreversíveis. Define entropia como uma propriedade termodinâmica extensiva, e apresenta as equações para calcular a entropia. Apresenta o diagrama TS, faz a representação de um ciclo termodinâmico e do ciclo de Carnot nesse diagrama. Apresenta equações para cálculo de eficiência máquinas térmicas e rendimento de refrigeradores. Apresenta considerações de entropia para gases ideais.

Equações fundamentais da termodinâmica

Apresenta as equações fundamentais da termodinâmica, considerando escoamento unidirecional, onde se conhecem as propriedades cinéticas e dinâmicas do fluido. Apresenta a lei da conservação de massa, expressa pela equação da continuidade e a equação de conservação de energia. Demonstra a aplicação das equações de balanço de massa e energia para bocais, processos de estrangulamento, turbinas, compressores e ejetores. Apresenta equações de eficiência para turbinas e compressores.

Termodinâmica aplicada

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Termodinâmica aplicada: conceitos e definições

Apresenta a definição e revisão de alguns conceitos básicos sobre termodinâmica aplicada: sistema termodinâmico e volume de controle, exemplo de sistemas abertos, fechados, isolados e volume de controle; estado e propriedades de uma substância – fases (sólida, líquida ou gasosa), propriedades termodinâmicas extensivas e intensivas com apresentação de exemplos, definição de propriedade específica; Equilíbrio termodinâmico, processos e ciclos; energia potencial, cinética e interna; definições de calor e trabalho; lei da conservação da energia; definição e exemplo de cálculo de pressão; pressão manométrica, pressão absoluta, pressão manométrica; temperatura, lei zero da termodinâmica, equilíbrio térmico; descrição das unidades das grandezas físicas envolvidas nos processos – Sistema Internacional de Unidades (SI).

Leis da termodinâmica e suas aplicações

Apresenta a definição e aplicação dos principais conceitos relacionados aos balanços de energia (Primeira Lei da Termodinâmica) para sistemas fechados e abertos, discutindo todos os tipos de energia que neles são incluídos. Descreve o experimento de Joule. Demonstra como estes sistemas interagem com as vizinhanças, trocando energia nas formas de calor e trabalho. Discute simplificações dos balanços de energia para processos com uma variável termodinâmica constante (p, v ou T) e processos que ocorrem com gases ideais. Posteriormente, apresenta correlações para o cálculo de capacidades caloríficas e calores latentes de vaporização, e também como usá-las nos cálculos de variação de entalpia.

Segunda lei da termodinâmica e a entropia

Apresenta algumas observações experimentais que fornecem embasamento para a segunda lei da termodinâmica, os enunciados de Clausius e Kelvin-Planck. Demonstra através de esquemas o princípio de funcionamento das máquinas térmicas e dos refrigeradores, das máquinas ideais (descrição do ciclo de Carnot) e a representação dos ciclos de potência e de refrigeração num diagrama p-v. Avalia o rendimento de máquinas térmicas ideais. Posteriormente, define o conceito de entropia e suas aplicações, como calcular variações desta propriedade termodinâmica em diferentes processos, em líquidos, sólidos e gases ideais.

Educação, relações raciais e multiculturais

A partir da segunda metade do século XX surgiram inúmeros movimentos sociais de mulheres, índio e negros que passaram a reivindicar uma presença nos diversos contextos sociais, exigindo, assim, a sua inclusão, ou seja, eles passaram a exigir o reconhecimento pela sua especificidade e o reconhecimento como iguais aos demais grupos. Podemos afirmar que o Brasil possui um povo diverso, com inúmeras línguas e costumes. Por isso, nos grandes centros urbanos encontramos diferentes demandas de grupos étnicos e raciais. Dessa forma, hoje, em nosso país existe uma discussão em torno da maneira que se deve orientar a educação e nesse contexto surgem leis que propõe novos caminhos dentro dessa pluralidade brasileiros antes renegados. Portanto, os movimentos das mulheres, indígenas e negros passam a reivindicar a partir da suas especificidades os seus direitos visto que esses grupos foram historicamente discriminados da sociedade brasileira.

Comportamento PVT de substâncias puras

Apresenta as substâncias puras e o comportamento PVT dessas substâncias esclarecendo que o dimensionamento de vasos e tubulações é feito através das propriedades PVT. Apresenta conceitos de temperatura de saturação, líquido saturado, sub-resfriado, comprimido, vapor saturado, superaquecido, qualidade ou título. Apresenta os diagramas TV e PT para substâncias puras, com considerações. Define grau de liberdade. Apresenta o diagrama PVT da água, interpretando-o. Apresenta o diagrama PVT para a água, bem como as tabelas de propriedades termodinâmicas, tabelas de vapor de água, equações de estado e equação do virial. Descreve quando um gás real assume comportamento ideal. Apresenta as equações de estado do terceiro grau, cúbicas, que podem ser utilizadas para líquidos, gases e vapor.

Ciclos termodinâmicos

Apresenta duas grandes áreas de aplicação da termodinâmica: refrigeração e geração de potência. Cita como funcionam máquinas térmicas de combustão externa e interna. Relembra o ciclo de Carnot, eficiente para transformar calor em trabalho e apresenta o ciclo de Rankine, que se aproxima do ciclo de Carnot, porém suas turbinas são projetadas com a umidade formada na expansão do vapor saturado sendo removida no processo, evitando erosões. Apresenta o ciclo de Rankine com aquecimento, que se aproxima mais ao ciclo de Carnot. Apresenta o ciclo de refrigeração de Rankine, com a expressão de cálculo de coeficiente de desempenho. Apresenta dispositivos a gás de um único passe, como motor de gasolina ideal, funcionando como o ciclo Otto. Apresenta o ciclo Diesel, de motor diesel ideal, comparando com o ciclo Otto. Apresenta a turbina a gás, ciclo de Brayton ou Joule.

A representação do afro-descendente brasileiro na narrativa ficcional

Módulo 5