Ensaio nº II: Coeficiente de Joule-Thomson

Páginas: 6 (1321 palavras) Publicado: 6 de junho de 2015

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Instituto de Engenharia Mecânica





Ensaio nº II: Coeficiente de Joule-Thomson




Disciplina: EME503
Curso: Engenharia Mecânica
Aluno: Júlia Camilo de Faria
Matricula: 20986
Professor:
Turma: P6
Dia e Hora: 13/04, 16h.
Itajubá, 2015/ 2º semestre
RESUMO
Esse relatório apresenta o experimento realizado dia 13/04/2015 no laboratório de termodinâmica,relacionado à determinação experimental do coeficiente de Joule-Thomson para ar. Serão apresentados os valores encontrados no experimento, teoria em relação ao coeficiente e resultados.
Palavras-chave: Joule-Thomson, pressão.


















LISTA DE FIGURAS E TABELAS
Figura 1 - Experimento de Joule – Thomson 7
Figura 2 - Comportamento gráficodo efeito Joule-Thomson 8
Figura 3 - Determinação experimental de uma isentálpica 8
Figura 4 - Esquema do experimento 9
Tabela 1 - Valores medidos 10
Tabela 2 - Valores medidos10
Tabela 3 - Valores Coeficiente Joule Thomson 11















Sumário
INTRODUÇÃO 5
OBJETIVO 6
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 7
MATERIAIS E MÉTODOS 9
RESULTADOS E DISCUSSÕES 11
CONCLUSÕES 11




















INTRODUÇÃO
Quando há passagem de um fluido por um estrangulamento (redução no diâmetro datubulação), ocorre uma queda de pressão, consequentemente, proporcionando uma diminuição ou aumento da temperatura, Efeito Joule-Thomson (decréscimo da temperatura de um gás em função da expansão sem realização de trabalho externo).
O coeficiente de Joule-Thomson é uma propriedade termodinâmica que relaciona temperatura e pressão, para um processo de estrangulamento tendo as seguintescaracterísticas:
Regime permanente;
Processo adiabático;
Variações de energias cinéticas e potenciais são desprezíveis;
= 0 e W & (o processo não realiza trabalho).
A importância do coeficiente de Joule-Thomson é que ele pode ser medido experimentalmente e consequentemente ser usado para calcular outras propriedades termodinâmicas. Em um processo isentálpico, um coeficiente de Joule-Thomson maiorque zero caracteriza um resfriamento e um coeficiente menor que zero caracteriza um aquecimento.










OBJETIVO
• Medir e avaliar o efeito Joule-Thomson do ar atmosférico para várias pressões de entrada e saída;
• Determinar experimentalmente o valor do coeficiente de Joule-Thomson para o ar, visando obter resultados próximos aos valores dados na literatura.


















FUNDAMENTAÇÃOTEÓRICA
James Prescott Joule, juntamente com Lord Kelvin (então Sir William Thomson), desenvolveu o experimento do tampão poroso. Neste experimento, Figura 1, o gás a pressão constante p1 e temperatura T1 é forçado a escoar por um tampão (P), feito de material poroso, colocado no interior de um tubo isolado. O gás sai do outro lado do tampão no estado (p2,T2) após sofrer uma queda depressão p1 - p2. Um efeito similar ocorre quando gás é induzido a passar por uma restrição em um tubo ou capilar.

Figura 1 – Experimento de Joule - Thomson

O coeficiente de Joule- Thomson é definido pela relação:

O coeficiente de Joule-Thomson, J μ , é uma propriedade termodinâmica, definida para um processo: sob regime permanente, adiabático, com variações de energias cinéticas e potenciaisdesprezíveis e que não realiza trabalho.
Logo se pode dizer que h2=h1 para um processo de estrangulamento, isto é, a entalpia de entrada é igual a entalpia de saída.
Para variações de temperatura T1 - T2 tendendo a zero tem-se:



Assim:
Se J μ >0 a temperatura cai durante o estrangulamento (região de resfriamento);
Se J μ <0 a temperatura sobe durante o estrangulamento (região de...
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