| Ementa/Descrição: |
Propriedades termofísicas de substâncias puras. Propriedades termodinâmicas: energia livre de Hemholtz e de Gibbs, potencial químico. Transformadas de Legendre. Relações entre as propriedades e suas derivadas: Relações de Maxwell. Gases ideais, líquidos e sólidos. Fugacidade e atividade. Equações de estado (van der Waals, do Virial, de Beattie-Birdgeman). Propriedades termofísicas de misturas e soluções. Sistemas multifásicos. Misturas e soluções ideais, afastamento da idealidade. Misturas não ideais. Cálculo dos potenciais termodinâmicos de soluções: energia interna, entalpia, entropia, exergia. Aplicações: ar úmido, soluções diversas: etanol ¿ água, sacarose-água, etc. Processos: de resfriamento evaporativo, de evaporação de soluções, destilação, análise exergética destes processos. Sistemas quimicamente reativos. Lei de conservação da massa: estequiometria. Grau de reação. Reações múltiplas. Balanços de energia e exergia para sistemas fechados, quimicamente reativos. Balanços de energia e exergia para sistemas abertos, quimicamente reativos. Combustão. Combustíveis, propriedades. Temperatura de chama adiabática. Equilíbrio químico. Condições necessárias para o equilíbrio de uma reação única e de reações múltiplas. Efeito da Temperatura e da pressão no ponto de equilíbrio. Exergia química. Conceito de exergia química.. Sistemas de referência: diferentes propostas. Cálculo de exergia química de substâncias diversas, combustíveis, soluções água ¿ brometo de lítio, água ¿ sacarose, etc. Aplicação na análise de caldeiras: destruição de exergia nas combustões. Aplicação a sistemas diversos de engenharia: plantas de produção de potência de ciclo Rankine, de turbina a gás e de ciclo combinado, cogeração, produção de etanol, etc.
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| Referências: |
[1] MORAN; M. J.; SHAPIRO; H. N.; BOETTNER; D. D.; BAILEY; M. B.; Princípios de termodinâmica para engenharia, Edição 7. ed.. Rio de Janeiro, RJ : LTC, 2013. [2] BOREL, Lucien; FAVRAT, Daniel. Thermodynamics and Exergy System Analysis - From Energy to Exergy. EPFL Press, Distributed by CRC Press, 2010. [3] KLOTZ, Irving M.; ROSENBERG, Robert M. Chemical Thermodynamics: Basic Concepts and Methods. Edit. J. Wiley, 7th Edition, 2008. [4] BEJAN, Adrian. Advanced Engineering Thermodynamics. New York: John Wiley & Sons, 3rd edition, 2006. [5] SZARGUT, Jan. Exergy Method - Technical and Ecological Applications. Southampton: Edit. WITPress, Boston, USA, 2005. [6] BALESTIERI, José Antonio Perrella. Cogeração - Geração Combinada de Eletricidade e Calor. Florianópolis: Editora da UFSC, 2002. [7] TESTER, Jefferson W.; MODELL, Michael. Thermodynamics and its Applications. New Jersey: Edit. Prentice Hall, USA, 1997. [8] KOTAS, T.J. The Exergy Method of Thermal Plant Analysis. Melbourne: Krieger Publishing Company, Melbourne, Florida, 1995 (original edition Butterworths, 1985). [9] LI, Kam W. Applied Thermodynamics - Availability Method and Energy Conversion. Edit. Taylor and Francis, 1996. [10] SZARGUT, Jan; MORRIS, David R.; STEWARD, Frank R. Exergy Analysis of Thermal, Chemical, and Metallurgical Processes. New York: Hemisphere, 1988. [11] HAYWOOD, R.W. Analysis of Engineering Cycles: Worked problems on Power, Refrigeration and Gas Liquefaction Plant. Oxford: Pergamon Press, 1986. [12] KESTIN, Joseph. Course in Thermodynamics, V. I e II. Hemisphere Pub. Corp., 1979. |
