Termodinâmica dos Processos Industriais

Código:

Q326

Sigla:

Q326

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2011/2012 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:AST	1	Plano de Estudos a partir de 2008	3	-	5	-
L:B	0	Plano de estudos a partir de 2008	3	-	5	-
L:CC	0	Plano de estudos de 2008 até 2013/14	3	-	5	-
L:F	0	Plano de estudos a partir de 2008	3	-	5	-
L:G	0	P.E - estudantes com 1ª matricula anterior a 09/10	3	-	5	-
		P.E - estudantes com 1ª matricula em 09/10	3	-	5	-
L:M	1	Plano de estudos a partir de 2009	3	-	5	-
L:Q	11	Plano de estudos Oficial	3	-	5	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta disciplina pretende transmitir aos alunos alguma destreza na resolução de alguns problemas de processos da engenharia química, destacando-se o cálculo de balanços materiais e energéticos.

Programa

I –Unidades e Variáveis Fundamentais na Indústria Química
1. Unidades Frequentemente Usadas na Indústria Química e sua Conversão em Unidades SI.
2. Grupos Adimensionais e Equações Dimensionalmente Homogéneas.
3. Variáveis de Processo.
3.1 Velocidades de Fluxo: Unidades e Medição - Diferentes Tipos de Fluxímetros;
3.2 Pressão de Fluidos: Unidades e Medição - Diferentes Tipos de Manómetros;
3.3 Temperatura: Unidades e Medição - Diferentes Tipos de Termómetros.


II – Balanços Materiais
1. Fundamentos
1.1 Os Diferentes Tipos de Processos Químicos: Processos contínuos, por etapas e semi-contínuos; Processos em Estados Estacionário e de Transição.
1.2 A Equação Geral de Balanço de Material.
1.3 Metodologia para o Cálculo de Balanços Materiais; Diagramas de Fluxo.
1.4 Os Diferentes Tipos de Balanços: Balanços Diferenciais e Balanços Integrais.
1.5 Balanços Envolvendo Várias Unidades de Processo; Reciclagem.
1.6 Balanços em Processos Reactivos; Grau de Conversão e Extensão da Reacção; Reacções Competitivas; Reacções de Combustão.
2. Sistemas Monofásicos
2.1 Densidades de Fases Condensadas; Cálculo e Métodos de Estimativa. Tabelas de Densidades de Algumas Misturas Líquidas.
2.2 Relações PVT em Gases e Misturas Ideais. Condições Padrão.
2.3 Relações PVT em Gases Reais; Coeficientes de Virial; Equações de Estado Cúbicas; Factor de Compressibilidade; Lei dos Estados Correspondentes.
3. Sistemas Multifásicos.
3.1 Diagramas de Fases de Substâncias Puras; Equações de Pressão de Vapor para Substâncias Puras.
3.2 Sistemas Gás-Líquido com um Componente Condensável. Gás Saturado e Gás Sobreaquecido; Composição de um Sistema Saturado Gás-Vapor; Humidades Absoluta e Relativa; Balanços Materiais num Condensador.
3.3 Diagramas de Fases para Sistemas Gás-Líquido; Leis de Raoult e de Henry.
3.4 Sistemas Sólido-Líquido; Diaframas de fases; Propriedades Coligativas de Soluções.
3.5 Diagrams de fases para sistemas-líquido-líquido; Líquidos Imiscíveis e Parcialmente Miscíveis; Coeficiente de Distribuição e Extracção; Diagramas de Fases para Sistemas Ternários.


III – Balanços Energéticos
1. Fundamentos
1.1 Formas de Energia.
1.2 Balanços de Energia em Sistemas Fechados.
1.3 Balanços de Energia em Sistemas Abertos em Estado Estacionário.
1.4 Propriedades Termodinâmicas do Vapor Saturado e do Vapor Sobreaquecido; Tabelas e Diagramas de pressões de vapor.
1.5 Metodologia para o Cálculo de Balanços Energéticos.
1.6 Cálculos de Balanços Energéticos e Materiais em Simultâneo.
2. Balanços Em Processos Não Reactivos.
2.1 Propriedades de Estado e Variações da Pressão; Propriedades de Estado e Variações da temperatura; Processos de Cálculo ou de Estimativa de Capacidades Caloríficas.
2.2 Balanços de Energia em Sistemas Monofásicos.
2.3 Operações Envolvendo Transições de Fase; Determinação ou Estimativa de Entalpias de Vaporização e de Sublimação; Diagramas de Humidades.
2.4 Mistura e Soluções.
3.Balanços de Energia em Processos Reactivos
3.1 Combustíveis e reacções de combustão.
3.2 Outros Processos Reactivos.
IV – Estudo de casos

Bibliografia Obrigatória

Richard Felder, Ronald Rousseau; 'Elementary Principles of Chemical Processes', John Wiley & Sons, USA, 2000
000059908. ISBN: 0-471-53478-1

Bibliografia Complementar

Olaf A. Hougen, Kenneth M. Watson, Roland A. Ragatz; 'Princípios dos Processos Químicos, I Parte – Balanços Materais e Energéticos', Lopes da Silva Editora, Porto , 1984

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Os conceitos apresentados são sempre acompanhados de exemplos de aplicação pretendendo-se o envolvimento activo dos estudantes na interpretação desses exemplos. Serão resolvidos pelos estudantes diversos problemas de aplicação. Serão usados para apresentação dos conceitos power-points em lingua inglesa.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	56,00
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Condição para frequência válida: o número de faltas não pode exceder 1/4 do número de aulas TP previstas)

Fórmula de cálculo da classificação final

1-Avaliação contínua

a) Informação do desempenho nas aulas, incluindo número de presenças nas aulas (T e TP): A

b) Dois testes: T1 e T2
(nota mínima de cada teste para dispensa: 7 valores)

2-Exame: O exame constará de duas partes E1 e E2 de conteúdos equivalentes, respectivamente, a T1 e T2.

3- Nota final (NF):

Alunos com informação prática (A) positiva:
NF = 0.5xA + 0.25xT1 (ou 0.25xE1)+ 0.25xT2 (ou 0.25xE2)

Alunos sem informação prática positiva:
NF = 0.5xT1 (ou 0.5xE1)+ 0.5xT2 (ou 0.5xE2)

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Aplicam-se as regras em vigor na FCUP

Melhoria de classificação

Os alunos podem repetir em exame um ou os dois testes. Nesse caso, será contabilizada a melhor das notas entre o exame e o teste

Observações

English speaking students will have no problem in following this course. Bibliography is all in english as well as the power point presentations.