Sumo derobo

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Módulo I – Conceitos Fundamentais e Sistemas de Unidades

Introdução

A termodinâmica é a ciência que trata da energia. Apesar de facilmente
podermos entender a energia é difícil defini-la com exatidão. Podemos disse
que a energia é a capacidade de provocar alterações.
A termodinâmica se baseia na lei fundamental da natureza que é o
princípio de conservação de energia. A energia pode sertransformada de uma
forma para a outra, mas não pode ser criada nem destruída , sendo que seu
balanço permanece constante.
Os princípios que regem a termodinâmica são suas Leis, que surgiram
na década de 1850, em decorrência dos estudos de Willian Rankine, Rudolph
Clausis e Lord Kelvin. Hoje a termodinâmica desenvolvida por décadas e que
analisa os processos de maneira macroscópica é chamadade Termodinâmica
Clássica, enquanto que uma abordagem mais elaborada, com base no
comportamento de partículas individuais é chamada de Termodinâmica
Estatística. A abordagem estatística da termodinâmica é bem sofisticada e foge
do escopo de um curso básico de graduação, então iremos nesse estudo nos
basear nos conceitos da Termodinâmica Clássica.
A termodinâmica é encontrada em diversosprocessos presentes na
Engenharia e no dia-a-dia também. Dentre eles podemos citar o funcionamento
de sistemas de aquecimento e condicionamento de ar, refrigerador, panela de
pressão, chuveiro, automóveis, aviões, coletores de energia solar, usinas
térmicas, nucleares e até mesmo a transformação de energia de nossas
células e a transferência de calor para manter o corpo em temperaturaconstante.

Unidade e Dimensões

Para podermos analisar qualquer parâmetro que envolva a transferência
de energia ou qualquer outra grandeza física é importante caracterizar suas
dimensões, sendo que sua magnitude é dada pelas unidades. As dimensões

são divididas em primárias ou fundamentais (comprimento, L; massa, m; tempo
t; temperatura, T) e secundárias ou derivadas (velocidade, v; energia,E; etc).
Na ciência atual existem dois conjuntos de unidades em uso: o Sistema
Inglês e o Sistema Internacional As principais unidades são mostradas na
tabela a seguir:

Grandeza
Fundamental
Comprimento
Massa
Tempo
Temperatura
Força

Sistema Internacional
Unidade
Símbolo
metro
m
quilograma
kg
segundo
s
kelvin
K
newton
N

Pressão

pascal

Pa

Energia
Potênciajoule
watt

J
W

Sistema Inglês
Unidade
Símbolo
pés
ft
libra-massa
lbm
segundo
s
rankine
R
libra-força
lbf
libra-força por
psi
polegada quadrada
British Thermal Unit
BTU
BTU por hora
BTU/h

Outra parte fundamental é a utilização de prefixos para as unidade como
apresentada na tabela a seguir:

Prefixos padrão em unidades do Sistema
Internacional
Múltiplos
PrefixoSímbolo
12
10
tera
T
109
giga
G
106
mega
M
103
quilo
k
2
10
hecto
h
-2
10
centi
c
10-3
mili
m
10-6
micro
µ
10-9
nano
n
-12
10
pico
p

Conceitos Fundamentais

Sistema: quantidade de matéria ou região no espaço selecionada para
estudo.
Vizinhança: massa ou região fora do sistema.
Fronteira: superfície real ou imaginária que separa o sistema da
vizinhança. Essapode ser fixa ou móvel. A fronteira não tem massa, nem
ocupa volume no espaço.

Sistema fechado: possui uma quantidade fixa de massa que não pode
atravessar a fronteira, porém permite a passagem de energia na forma de calor
e trabalho.
Sistema isolado: não permite a passagem de massa nem energia pela
fronteira.

Sistema aberto: também conhecido com Volume de Controle, permite o
fluxo demassa e de energia pela fronteira, que neste caso recebe o nome de
superfície de controle.

Fase: Matéria que tem a mesma composição química em toda sua
extensão.
Propriedade: Qualquer grandeza que descreve um sistema.
Estado: condição em que se encontra o sistema, caracterizada pelo
conjunto de propriedades do mesmo.
Sistema simples: Aquele cujo estado é definido por apenas duas...
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