Termodinamica

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ANHANGUERA EDUCACIONAL S.A.
ENGENHARIA MECÂNICA
TERMODINÂMICA APLICADA

MARCELO RUIZ – RA: 30026294
REGIANE DA PAZ MOREIRA – RA: 30020114
VITOR HUGO MOREIRA – RA: 30020065


RELATÓRIO FINAL

Propriedades Termodinâmicas
E Diagrama de Fase

Professor:
Renato Marcoccia

Santo André
2012

APRESENTAÇÃO

Nesta etapa iniciaremos os estudos de termodinâmica, aprendendo aidentificar, representar e calcular os conceitos iniciais como pressão, volume e temperatura. As propriedades termodinâmicas podem ser divididas em duas classes gerais, as intensivas e as extensivas.
 Propriedade Extensiva - Chamamos de propriedade extensiva aquela que depende do tamanho (extensão) do sistema e/ou volume de controle. Assim, se subdividirmos um sistema em várias partes (reais ouimaginárias) e se o valor de uma dada propriedade for igual à soma das propriedades das partes, esta é uma variável extensiva. Por exemplo: Volume, Massa etc.
Propriedade Intensiva - Ao contrário da propriedade extensiva, a propriedade intensiva, independe do tamanho do sistema. Exemplo: Temperatura, Pressão etc.
Propriedade Específica - Uma propriedade específica de uma dada substância é obtida,dividindo-se uma propriedade extensiva pela massa da respectiva substância contida no sistema. Uma propriedade específica é também uma propriedade intensiva do sistema.
Volume específico, v,


ETAPA 1 - OBJETIVO
Esse desafio é importante para que se adquira uma base conceitual sólida sobre máquinas térmicas e processos que envolvam termodinâmica.PASSO 1 – ETAPA 1
Calcular qual deve ser a pressão interna do globo.

Máquina de Hero.

De acordo com a turbina construída por Hero, para efeito de curiosidade, era constituída por um globo, contendo água e, do qual, vapor fervente poderia escapar através de dois bocais, como mostrado na figura.
Fogo colocado abaixo de um recipiente fervia a água e vapor escapava pelos tubosverticais, entrando no globo. Conforme o vapor era expelido pelos bocais, o globo era colocado em movimento giratório. Para que o globo gire é necessária uma força de 5N na extremidade de cada bocal, cada bocal tem o diâmetro de 0,5 cm.

Cálculos:
P= ?
F= 5 N
D= 0,5 cm → 0,005 m

Área= π x D² = π x 0,005² = 19,6 ∙10ˉ6 m²
4 4

Pressão:
P= FxA = 5 x 19,6 ∙10ˉ6 m² = 255102,041 N/m² = 255,102 kPa

PASSO 2 – ETAPA 1
Comparar a pressão exercida pelo vapor d’água sobre o globo, encontrada no passo 1, e a pressão interna de um pneu de carro (30 PSI).

Cálculos:
1 PSI = 6,89475 kPa – Parâmetro
30 PSI = 206,8425 kPa - Pneu
37 PSI = 255,1026,89475 – Pressão no globo

A Pressão encontrada no globo, 255,102 kPa ou 37 PSI é maior do que apressão de um pneu de carro (30 PSI) que convertido do PSI para kPa obtém 206,8425 kPa.

PASSO 3 – ETAPA 1
Calcular a fração em volume ocupada pelo vapor d’agua, sabendo que o vapor d’agua dentro do globo esta com uma titulação de 0,1 e adotando o valor de pressão encontrado no 1º passo.

Cálculos:
V= VlxX∙(Vv-Vl)
V= 0,001067+0,1∙ (0,71871-0,001067)

Volume específico:
V=72,8313 ∙10ˉ³.

PASSO 4 – ETAPA 1
Calcular a pressão que o vapor atinge quando iniciamos o movimento do globo, de modo que o globo inicialmente tem vapor de água superaquecido a 190 º C e os bocais se encontram vedados. Adote a pressão encontrado no passo 1.

Cálculos:

Pressão Inicial = 255,102 kPa
Temperatura Inicial = 127,43 ºC
Temperatura em Kelvin = 127,43 + 273 = 400,43 ºKTemperatura em Kelvin = 190 + 273 = 463ºK
P x VT = Pi ∙ VlTi → PT = PiTi =
P x 463 = 255,102 x 400,43
P = 463 x 255,102 = P = 294,96 → P = 295kPa.
400,43

ETAPA 2 - OBJETIVO
Essa atividade é importante para poder analisar um dispositivo bem comum, a panela de pressão.



A panela de pressão foi inventada pelo físico francês Denis Papin, que publicou em 1861...
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