Transferencia de calor e massa

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 17 (4187 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 5 de abril de 2012
Ler documento completo
Amostra do texto
TRABALHO





DE





FÍSICA II








ASSUNTOS:
Transferência de calor e Massa

1- Primeira Lei da Termodinâmica
2- Segunda Lei da Termodinâmica
3- Ciclo de Carnot




















1-Primeira Lei da Termodinâmica

Calor

Vimos que quando dois corpos com mesma massa, mas com diferentes temperaturas entram em contato, atemperatura final é intermediária entre as duas temperaturas. Podemos descrever este resultado algebricamente dizendo que, ao entrar em equilíbrio, a mudança de temperatura, DT, dos objetos são iguais e opostas: DTg = -DTp. Por exemplo, quando diferentes massas de água são misturadas, a temperatura varia inversamente com a massa: DTg/DTp = -(mp)/(mg). Ou seja, a massa menor muda mais detemperatura, de modo que os produtos  mDT permanece com a mesma magnitude:

mpDTp = -mgDTg               

Como as quantidades numéricas nessa equação são fixas e redutíveis em qualquer situação, é tentador imaginá-las como medindo algo trocado entre as duas massas de água: algo perdido em um, e ganho em outro. Este foi como se chegou a utilização de expressões como "troca de quantidades de calor", e oproduto  mDT é utilizado como uma medida de tal quantidade quando diferentes amostras da mesma substância são misturadas, ou trazidas em contato entre si a diferentes temperaturas.

A técnica experimental de observar mudanças de temperatura quando se mistura ou se põe em contato sistemas isolado termicamente, é freqüentemente chamado de método das misturas. Um recipiente em que este tipo deexperiência é realizado se chama de calorímetro e o processo é chamado de calorimetria.
A energia que entra em um sistema em forma de calor deve ser também uma característica própria do material que o compõe. Logo, podemos definir a energia em forma de calor necessária para variar a temperatura de um sistema por
        Q = cmDT                

onde c, a constante de proporcionalidade,depende do material que compõe o sistema. Esta constante é chamada de calor específico. As unidades de calor são unidades de energia. Exemplos são o Joule, J, a caloria, cal, a kilocaloria, Cal, e o Btu (British Thermal Units). Historicamente, a caloria foi definida como a energia necessária para aquecer 1g de água de 14,5 para 15,5 oC. O Btu foi definido como  a energia necessária para aquecer 1lbde água de 63 para 64 oF. A caloria é freqüentemente utilizada em sistemas químicos e biológicos. O Btu ainda é usado em sistemas de aquecimento e resfriamento, por exemplo, o ar condicionado. O Joule é a unidade de energia do sistema MKS. Na tabela abaixo mostramos a equivalência entre as unidades.

|1J |0,2389 cal |9,481 x 10-4 Btu |
|1 Btu|1,055 x 103 J |252,0 cal |
|1 cal |3,969 x 10-3 Btu |4,186 J |
|1 Cal |103 cal  |4.186 J |


O calor específico é dado em unidades de energia/massa/grau e depende do sistema de unidades utilizado para cada uma dessas  grandezas.

Também podemos definir ocalor específico por mol de substância, ou calor específico molar, C. Lembramos que 1 mol é a quantidade de massa de substância equivalente ao seu número de massa atômico, ou molecular, expresso em gramas. Em um mol existem
           1 mol = 6,02 x 1023 átomos, ou moléculas        

                                                 (número de Avogadro)

|Substância |Calor Específico(cal/g.K) |Calor específico (J/kg.K) |
|chumbo |0,0305 |128 |
|vidro |0,20 |840 |
|álcool etílico |0,58 |2.430 |
|água |1,00 |4,190 |
|alumínio |0,215...
tracking img