Termodinâmica

Código:

EQ0072

Sigla:

T

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências Físicas (Física)

Ocorrência: 2012/2013 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Química
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Química

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEA	115	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	63	162
MIEQ	97	Plano de estudos oficial	2	-	6	63	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Introdução: A Termodinâmica contribui para um sólido conhecimento de diversas metodologias de cálculo de propriedades volumétricas e termodinâmicas de componentes puros, assim como de previsão de necessidades energéticas em processos.

Objetivos: Adquirir conhecimentos de modelos para propriedades volumétricas e termodinâmicas de componentes puros, essenciais em projeto de engenharia, e de cálculos de calor e trabalho em processos de refrigeração, liquefação, turbinas e compressores.


Conhecimentos anteriores: Fundamentos de Química I e II, Análise Matemática I e II e Álgebra.

Distribuição percentual: componente científica - 70%
componente tecnológica - 30%

Resultados de aprendizagem: no final desta unidade curricular, os estudantes deverão estar aptos a:

1. Efetuar cálculos de previsão de propriedades termodinâmicas e necessidades energéticas em processos de engenharia, constantes do programa da unidade curricular.
2. Aptidões pessoais e profissionais: pensamento e resolução de problemas de engenharia - desenvolvimento de capacidades de integração de conhecimentos.

Programa

INTRODUÇÃO: Conceitos fundamentais em termodinâmica. Lei zero da termodinâmica.
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA: energia interna. Enunciado da 1ª lei da termodinâmica. Conceito de entalpia. Capacidades caloríficas a volume e pressão constante. Cálculos de calor e trabalho PV. Trabalho reversível e trabalho irreversível.
PROPRIEDADES VOLUMÉTRICAS DE FLUIDOS PUROS: Diagramas P-T e P-V. A equação de virial. Fator de compressibilidade. Equações de estado cúbicas. Correlações generalizadas.
EFEITOS TÉRMICOS: capacidades caloríficas de gases, líquidos e sólidos. Entalpias de mudança de fase e entalpias de reação.
BALANÇOS ENERGÉTICOS EM PROCESSOS DE REAÇÃO: balanços materiais e energéticos em processos simples com reação.
SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA: Enunciado da 2ª lei da termodinâmica. Conceito de entropia. Entropia de gases perfeitos - efeito da pressão e da temperatura. Terceira lei da termodinâmica. Ciclo de Carnot. Ciclo de Carnot para um gás ideal. Ciclo de refrigeração de Carnot.
PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS DE FLUIDOS PUROS: Relações fundamentais entre propriedades termodinâmicas. Relações de Maxwell. Expressões gerais para o cálculo da entalpia e entropia. Função de Helmholtz e função de Gibbs. Propriedades residuais. Cálculo de propriedades residuais a partir de equações de estado e de correlações generalizadas.
COMPRESSORES E TURBINAS: Tipos de compressores e turbinas. Cálculo da potência e do rendimento isentrópico para compressores e turbinas. Compressão em estágios múltiplos.
CALDEIRAS: Tipos de caldeiras. Princípios básicos da operação de caldeiras. Cálculo do rendimento térmico. CICLOS DE POTÊNCIA E REFRIGERAÇÃO: Ciclos de potência a gás e a vapor: ciclos ideais de Otto, Rankine e ciclos modificados. Ciclos de refrigeração e liquefação. Bombas de calor.

Bibliografia Obrigatória

Smith, J. M.; Introduction to chemical engineering thermodynamics. ISBN: 007-124708-4
Felder, Richard M.; Elementary principles of chemical processes. ISBN: 0-471-53478-1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

1) Aulas teórico-práticas em que serão expostos os conceitos fundamentais para a aquisição de conhecimentos.
2) Aulas teórico-práticas para análise e resolução de problemas;
3) Horário de atendimento para esclarecimento de dúvidas.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	58,50
1º teste	Exame	1,00		2012-11-05
2º teste	Exame	1,00		2012-12-10
	Total:	-	0,00

Obtenção de frequência

Não exceder o número limite de faltas previsto no artigo 4º das Normas Gerais de Avaliação da FEUP.

Fórmula de cálculo da classificação final

Os alunos podem optar por ser avaliados por regime de avaliação distribuída mais exame final ou por apenas exame final.

Os alunos que optarem pelo sistema de avaliação distribuída, terão dois testes durante o semestre, com prévio conhecimento das datas. Terão exame no final do semestre (data época normal de exames).

A classificação final será dada por: 30% dos testes + 70% exame final realizado na época normal de exames.


Haverá exame na época de recurso. Para os alunos que efetuem este exame (quer para obter aprovação, quer para melhoria de nota), a classificação será a obtida nesta prova.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Realização de um exame final.

Melhoria de classificação

Realização de um exame final.