{"id":48268,"date":"2019-11-09T22:50:40","date_gmt":"2019-11-09T21:50:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/"},"modified":"2020-01-28T14:15:51","modified_gmt":"2020-01-28T13:15:51","slug":"o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 calor e trabalho em termodin\u00e2mica – defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
\n
Calor e Trabalho em Termodin\u00e2mica.\u00a0Agora examinamos como o trabalho realizado e o calor adicionado ao sistema durante um processo termodin\u00e2mico dependem dos detalhes de como o processo ocorre.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica<\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Calor e Trabalho<\/h2>\n

Vimos que a energia interna muda com\u00a0Q<\/strong>\u00a0, que \u00e9 o\u00a0calor l\u00edquido adicionado<\/strong>\u00a0ao sistema e\u00a0W<\/strong>\u00a0, que \u00e9 o\u00a0trabalho l\u00edquido realizado pelo<\/strong>\u00a0sistema.\u00a0Agora examinamos como o trabalho realizado e o calor adicionado ao sistema durante um processo termodin\u00e2mico dependem dos detalhes de como o processo ocorre.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Calor na Termodin\u00e2mica<\/h2>\n

\"zeroth-lei-da-termodin\u00e2mica-calor\"<\/a>Enquanto\u00a0energia interna<\/strong>\u00a0se refere \u00e0 energia total de todas as mol\u00e9culas dentro do objeto, o\u00a0calor<\/strong>\u00a0\u00e9 a quantidade de energia que\u00a0flui<\/strong>\u00a0de um corpo para outro espontaneamente devido \u00e0 diferen\u00e7a de temperatura.\u00a0O calor<\/strong>\u00a0\u00e9 uma forma de energia, mas \u00e9\u00a0energia em tr\u00e2nsito<\/strong>\u00a0.\u00a0O calor n\u00e3o \u00e9 propriedade de um sistema.\u00a0No entanto, a transfer\u00eancia de energia como calor ocorre no n\u00edvel molecular como resultado de uma\u00a0diferen\u00e7a de temperatura<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

Considere um\u00a0bloco de metal<\/strong>\u00a0em alta temperatura, que consiste em \u00e1tomos que oscilam intensamente em torno de suas posi\u00e7\u00f5es m\u00e9dias.\u00a0A baixas temperaturas<\/strong>\u00a0, os \u00e1tomos continuam a oscilar, mas com\u00a0menos intensidade<\/strong>\u00a0.\u00a0Se um bloco mais quente de metal \u00e9 colocado em contato com um bloco mais frio, os \u00e1tomos intensamente oscilantes na borda do bloco mais quente emitem sua energia cin\u00e9tica para os \u00e1tomos menos oscilantes na borda do bloco mais frio.\u00a0Nesse caso, h\u00e1\u00a0transfer\u00eancia de energia<\/strong>\u00a0entre esses dois blocos e o\u00a0calor flui<\/strong>\u00a0do bloco mais quente para o mais frio por essas vibra\u00e7\u00f5es aleat\u00f3rias.<\/p>\n

Em geral, quando dois objetos s\u00e3o colocados em\u00a0contato t\u00e9rmico<\/strong>\u00a0, o\u00a0calor flui<\/strong>\u00a0entre eles\u00a0at\u00e9<\/strong>\u00a0que entrem em\u00a0equil\u00edbrio<\/strong>\u00a0um com o outro.\u00a0Quando\u00a0existe\u00a0uma\u00a0diferen\u00e7a de temperatura<\/strong>\u00a0, o calor flui espontaneamente\u00a0do sistema mais quente para o sistema mais frio<\/strong>\u00a0.\u00a0A transfer\u00eancia de calor ocorre por\u00a0condu\u00e7\u00e3o<\/strong>\u00a0ou por\u00a0radia\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica<\/strong>\u00a0.\u00a0Quando o\u00a0fluxo de calor p\u00e1ra<\/strong>\u00a0, \u00e9 dito que eles est\u00e3o na\u00a0mesma temperatura<\/strong>\u00a0.\u00a0Dizem que eles est\u00e3o em\u00a0equil\u00edbrio t\u00e9rmico<\/strong><\/a>\u00a0.<\/p>\n

Como no trabalho, a quantidade de calor transferida\u00a0depende do caminho<\/strong>\u00a0e n\u00e3o simplesmente das condi\u00e7\u00f5es iniciais e finais do sistema.\u00a0Na verdade, existem muitas maneiras de levar o g\u00e1s do estado i para o estado f.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, como no trabalho, \u00e9 importante distinguir entre o\u00a0calor adicionado<\/strong>\u00a0a um sistema do ambiente e o\u00a0calor removido<\/strong>\u00a0do sistema para o ambiente.\u00a0Q \u00e9 positivo para o calor adicionado ao sistema, portanto, se o calor sai do sistema, Q \u00e9 negativo.\u00a0Como W na equa\u00e7\u00e3o \u00e9 o trabalho realizado pelo sistema, se o trabalho for realizado no sistema, W ser\u00e1 negativo e E\u00a0int<\/sub>\u00a0aumentar\u00e1.<\/p>\n

O s\u00edmbolo\u00a0q<\/strong>\u00a0\u00e9 usado algumas vezes para indicar o calor adicionado ou removido de um sistema\u00a0por unidade de massa<\/strong>\u00a0.\u00a0\u00c9 igual ao calor total (Q) adicionado ou removido dividido pela massa (m).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n
\n
\n

Capacidade de calor<\/span><\/h2>\n

\"Tabela<\/a>Diferentes subst\u00e2ncias<\/span><\/strong>\u00a0s\u00e3o afetadas em\u00a0<\/span>diferentes magnitudes<\/span><\/strong>\u00a0pela\u00a0<\/span>adi\u00e7\u00e3o de calor<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Quando uma determinada quantidade de calor \u00e9 adicionada a diferentes subst\u00e2ncias, suas temperaturas aumentam em diferentes quantidades.\u00a0Essa\u00a0<\/span>constante de proporcionalidade<\/span><\/strong>\u00a0entre o\u00a0<\/span>calor Q<\/span><\/strong>\u00a0que o objeto absorve ou perde e a\u00a0<\/span>mudan\u00e7a de temperatura<\/span><\/strong>\u00a0resultante\u00a0T<\/strong>\u00a0do objeto \u00e9 conhecida como\u00a0<\/span>capacidade de calor C<\/span><\/strong>\u00a0de um objeto.<\/span><\/p>\n

C = Q \/ \u0394T<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

A capacidade de calor<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 uma\u00a0<\/span>propriedade extensiva<\/span><\/a>\u00a0da mat\u00e9ria, o que significa que \u00e9 proporcional ao tamanho do sistema.\u00a0<\/span>A capacidade t\u00e9rmica C<\/span><\/strong>\u00a0tem a unidade de energia por grau ou energia por kelvin.\u00a0Ao expressar o mesmo fen\u00f4meno que uma\u00a0<\/span>propriedade intensiva<\/span><\/a>\u00a0, a\u00a0<\/span>capacidade de calor<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 dividida pela quantidade de subst\u00e2ncia, massa ou volume, portanto, a quantidade \u00e9 independente do tamanho ou extens\u00e3o da amostra.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Capacidade espec\u00edfica de calor<\/span><\/h2>\n

A\u00a0<\/span>capacidade t\u00e9rmica<\/span><\/strong>\u00a0de uma subst\u00e2ncia por unidade de massa \u00e9 denominada\u00a0<\/span>capacidade t\u00e9rmica espec\u00edfica (c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0da subst\u00e2ncia.\u00a0O \u00edndice p indica que a capacidade t\u00e9rmica e\u00a0<\/span>a capacidade t\u00e9rmica espec\u00edfica se<\/span><\/strong>\u00a0aplicam quando o calor \u00e9 adicionado ou removido\u00a0<\/span>a press\u00e3o constante<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0= Q \/ m\u0394T<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Capacidade espec\u00edfica de calor<\/span><\/h2>\n

No\u00a0<\/span>Modelo de G\u00e1s Ideal<\/span><\/a>\u00a0, as\u00a0<\/span>propriedades intensivas\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub><\/strong><\/em>\u00a0s\u00e3o definidas para subst\u00e2ncias compress\u00edveis puras e simples como derivadas parciais da\u00a0<\/span>energia interna\u00a0<\/span>u (T, v)<\/span><\/em><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>entalpia\u00a0<\/span>h (T, p)<\/span><\/em><\/strong>\u00a0, respectivamente:<\/span><\/p>\n

\"Calor<\/a><\/p>\n

onde os subscritos\u00a0<\/span>v<\/span><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>p<\/span><\/strong>\u00a0denotam as vari\u00e1veis \u200b\u200bmantidas fixas durante a diferencia\u00e7\u00e3o.\u00a0As propriedades\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0<\/strong>e\u00a0<\/span>c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0s\u00e3o referidos como\u00a0<\/span>calores espec\u00edficos<\/span><\/strong>\u00a0(ou\u00a0<\/span>capacidades de calor<\/span><\/strong>\u00a0), porque, sob determinadas condi\u00e7\u00f5es especiais dizem respeito a mudan\u00e7a de temperatura de um sistema para a quantidade de energia adicionada pela transfer\u00eancia de calor.\u00a0As suas unidades SI s\u00e3o\u00a0<\/span>J \/ kg K<\/span><\/strong>\u00a0ou\u00a0<\/span>J \/ mol K<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Dois aquecimentos espec\u00edficos s\u00e3o definidos para gases, um para\u00a0<\/span>volume constante (c\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0e outro para\u00a0<\/span>press\u00e3o constante (c\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0)<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"Calores<\/a>De acordo com a\u00a0<\/span>primeira lei da termodin\u00e2mica<\/span><\/strong>\u00a0, para processos de volume constante com um g\u00e1s ideal monat\u00f4mico, o calor molar espec\u00edfico ser\u00e1:<\/span><\/p>\n

C\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0= 3 \/ 2R = 12,5 J \/ mol K<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Porque<\/span><\/p>\n

U = 3 \/ 2nRT<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Pode-se derivar que o\u00a0<\/span>calor molar espec\u00edfico<\/span><\/strong>\u00a0a press\u00e3o constante \u00e9:<\/span><\/p>\n

C\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub>\u00a0= C\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub>\u00a0+ R = 5 \/ 2R = 20,8 J \/ mol K<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Este\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span>p<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0\u00e9 maior do que o calor espec\u00edfico molar a volume constante\u00a0<\/span>C\u00a0<\/span>v<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0, porque a energia deve agora ser fornecidos\u00a0<\/span>n\u00e3o s\u00f3<\/span><\/strong>\u00a0para\u00a0<\/span>aumentar a temperatura<\/span><\/strong>\u00a0do g\u00e1s, mas tamb\u00e9m para o\u00a0<\/span>g\u00e1s de trabalho para fazer<\/span><\/strong>\u00a0porque neste volume caso altera\u00e7\u00f5es.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Calor latente de vaporiza\u00e7\u00e3o<\/span><\/h2>\n
\"Calor<\/a>
O calor da vaporiza\u00e7\u00e3o diminui com o aumento da press\u00e3o, enquanto o ponto de ebuli\u00e7\u00e3o aumenta.\u00a0Ele desaparece completamente em um determinado ponto chamado ponto cr\u00edtico.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Em geral, quando um material\u00a0<\/span>muda de fase<\/span><\/strong>\u00a0de s\u00f3lido para l\u00edquido ou de l\u00edquido para g\u00e1s, uma certa quantidade de energia est\u00e1 envolvida nessa mudan\u00e7a de fase.\u00a0No caso de mudan\u00e7a de fase de l\u00edquido para g\u00e1s, essa quantidade de energia \u00e9 conhecida como\u00a0<\/span>entalpia de vaporiza\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong><\/a>\u00a0(s\u00edmbolo \u2206H\u00a0<\/span>vap<\/span><\/sub>\u00a0; unidade: J), tamb\u00e9m conhecida como\u00a0<\/span>calor (latente) de vaporiza\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong>\u00a0ou calor de evapora\u00e7\u00e3o.\u00a0Calor latente \u00e9 a quantidade de calor adicionada ou removida de uma subst\u00e2ncia para produzir uma mudan\u00e7a de fase.\u00a0Essa energia decomp\u00f5e as for\u00e7as atraentes intermoleculares e tamb\u00e9m deve fornecer a energia necess\u00e1ria para expandir o g\u00e1s (o\u00a0<\/span>trabalho p\u0394V<\/span><\/strong>)\u00a0Quando o calor latente \u00e9 adicionado, nenhuma mudan\u00e7a de temperatura ocorre.\u00a0A entalpia da vaporiza\u00e7\u00e3o \u00e9 uma fun\u00e7\u00e3o da press\u00e3o na qual essa transforma\u00e7\u00e3o ocorre.<\/span><\/p>\n

Calor latente de vaporiza\u00e7\u00e3o – \u00e1gua a 0,1 MPa (press\u00e3o atmosf\u00e9rica)<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= 2257 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

Calor latente de vaporiza\u00e7\u00e3o – \u00e1gua a 3 MPa (press\u00e3o dentro de um gerador de vapor)<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= 1795 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

Calor latente de vaporiza\u00e7\u00e3o – \u00e1gua a 16 MPa (press\u00e3o dentro de um\u00a0<\/span>pressurizador<\/span><\/a>\u00a0)<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= 931 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

O\u00a0<\/span>calor da vaporiza\u00e7\u00e3o<\/span><\/strong>\u00a0diminui com o aumento da press\u00e3o, enquanto o\u00a0<\/span>ponto de ebuli\u00e7\u00e3o<\/span><\/a>\u00a0aumenta.\u00a0Ele desaparece completamente em um determinado ponto chamado\u00a0<\/span>ponto cr\u00edtico<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Acima do ponto cr\u00edtico, as fases l\u00edquida e de vapor s\u00e3o indistingu\u00edveis, e a subst\u00e2ncia \u00e9 chamada de\u00a0<\/span>fluido supercr\u00edtico<\/span><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n

O calor da vaporiza\u00e7\u00e3o \u00e9 o calor necess\u00e1rio para vaporizar completamente uma unidade de\u00a0<\/span>l\u00edquido saturado<\/span><\/a>\u00a0(ou condensar uma unidade de massa de vapor saturado) e \u00e9 igual a\u00a0<\/span>h\u00a0<\/span>lg<\/span><\/sub>\u00a0= h\u00a0<\/span>g<\/span><\/sub>\u00a0– h\u00a0<\/span>l<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

O calor necess\u00e1rio para derreter (ou congelar) uma unidade de massa na subst\u00e2ncia a press\u00e3o constante \u00e9 o calor da fus\u00e3o e \u00e9 igual a\u00a0<\/span>h\u00a0<\/span>sl<\/span><\/sub>\u00a0= h\u00a0<\/span>l<\/span><\/sub>\u00a0– h\u00a0<\/span>s<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, onde h\u00a0<\/span>s<\/span><\/sub>\u00a0\u00e9 a entalpia do s\u00f3lido saturado e h\u00a0<\/span>l<\/span><\/sub>\u00a0\u00e9 a entalpia do l\u00edquido saturado.<\/span><\/p>\n

\"Mudan\u00e7as<\/a>
Calor latente de vaporiza\u00e7\u00e3o – \u00e1gua a 0,1 MPa.\u00a0Parte dominante do calor absorvido.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
\n
\n
<\/div>\n

Trabalho em Termodin\u00e2mica<\/span><\/h2>\n

Na termodin\u00e2mica, o\u00a0<\/span>trabalho<\/span><\/strong>\u00a0realizado por um sistema \u00e9 a energia transferida pelo sistema para os arredores.\u00a0Energia cin\u00e9tica, energia potencial e energia interna s\u00e3o formas de energia que s\u00e3o propriedades de um sistema.\u00a0<\/span>O trabalho \u00e9 uma forma de energia<\/span><\/strong>\u00a0, mas \u00e9\u00a0<\/span>energia em tr\u00e2nsito<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Um sistema n\u00e3o cont\u00e9m trabalho, trabalho \u00e9 um processo realizado por ou em um sistema.\u00a0Em geral, o trabalho \u00e9 definido para sistemas mec\u00e2nicos como a a\u00e7\u00e3o de uma for\u00e7a sobre um objeto a dist\u00e2ncia.<\/span><\/p>\n

W = F.\u00a0d<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

Onde:<\/span><\/p>\n

W = trabalho (J)<\/span><\/p>\n

F = for\u00e7a (N)<\/span><\/p>\n

d = deslocamento (m)<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Trabalho p\u0394V<\/span><\/h2>\n
\"Trabalho<\/a>
p\u0394V O trabalho \u00e9 igual \u00e0 \u00e1rea sob a curva do processo plotada no diagrama press\u00e3o-volume.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

O trabalho de volume de press\u00e3o (ou\u00a0<\/span>p\u0394V<\/span><\/em><\/strong>\u00a0Work<\/span><\/strong>\u00a0) ocorre quando o volume\u00a0<\/span>V<\/span><\/em>\u00a0de um sistema \u00e9 alterado.\u00a0O\u00a0trabalho\u00a0<\/strong><\/span>p\u0394V<\/span><\/em><\/strong>\u00a0\u00e9 igual \u00e0 \u00e1rea sob a curva do processo plotada no diagrama press\u00e3o-volume.\u00a0\u00c9 conhecido tamb\u00e9m como o\u00a0trabalho de fronteira<\/strong>\u00a0.\u00a0O trabalho de limite<\/strong>\u00a0\u00a0ocorre porque a massa da subst\u00e2ncia contida no limite do sistema faz com que uma for\u00e7a, a press\u00e3o vezes a \u00e1rea da superf\u00edcie, atue na superf\u00edcie do limite e fa\u00e7a com que ela se mova.\u00a0O trabalho de limite<\/strong>\u00a0\u00a0(ou\u00a0\u00a0p\u0394V<\/strong><\/em>\u00a0Work<\/strong>\u00a0) ocorre quando o\u00a0\u00a0volume\u00a0<\/strong>V<\/strong><\/em>\u00a0de um sistema \u00e9 alterado<\/strong>\u00a0.\u00a0\u00c9 usado para calcular o trabalho de deslocamento do pist\u00e3o em um\u00a0\u00a0sistema fechado<\/strong><\/span>\u00a0<\/strong>\u00a0<\/em><\/strong>\u00a0<\/strong>\u00a0<\/strong>.\u00a0\u00c9 o que acontece quando o\u00a0\u00a0<\/span>vapor<\/span><\/strong><\/a>\u00a0ou g\u00e1s contido em um dispositivo de cilindro e pist\u00e3o se expande contra o pist\u00e3o e for\u00e7a o pist\u00e3o a se mover.<\/span><\/p>\n

Exemplo:<\/span><\/strong><\/p>\n

Considere-se um pist\u00e3o de atrito que \u00e9 usado para proporcionar uma press\u00e3o constante de\u00a0<\/span>500 kPa<\/span><\/strong>\u00a0num cilindro contendo vapor (\u00a0<\/span>vapor sobreaquecido<\/span><\/a>\u00a0) de um volume de\u00a0<\/span>2 m\u00a0<\/span><\/strong>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0\u00a0a\u00a0<\/span>500 K<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Calcule a temperatura final, se\u00a0<\/span>3000 kJ<\/span><\/strong>\u00a0de\u00a0<\/span>calor<\/span><\/strong>\u00a0forem adicionados.<\/span><\/p>\n

Solu\u00e7\u00e3o:<\/span><\/strong><\/p>\n

Usando\u00a0<\/span>tabelas de vapor<\/span><\/a>\u00a0, sabemos que a\u00a0<\/span>entalpia espec\u00edfica<\/span><\/strong>\u00a0desse vapor (500 kPa; 500 K) \u00e9 de cerca de\u00a0<\/span>2912 kJ \/ kg<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Como nessa condi\u00e7\u00e3o o vapor possui densidade de 2,2 kg \/ m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0, sabemos que h\u00e1 cerca de\u00a0<\/span>4,4 kg de vapor<\/span><\/strong>\u00a0no pist\u00e3o na entalpia de 2912 kJ \/ kg x 4,4 kg =\u00a0<\/span>12812 kJ<\/span><\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n

Quando usamos simplesmente\u00a0<\/span>Q = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0, a entalpia resultante do vapor ser\u00e1:<\/span><\/p>\n

H\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0= H\u00a0<\/span>1<\/span><\/sub>\u00a0+ Q =\u00a0<\/span>15812 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n

Nas\u00a0<\/span>tabelas de vapor<\/span><\/strong>\u00a0, esse vapor superaquecido (15812 \/ 4,4 = 3593 kJ \/ kg) ter\u00e1 uma temperatura de\u00a0<\/span>828 K (555 \u00b0 C)<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Uma vez que nesta entalpia do vapor tem a densidade de 1,31 kg \/ m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0, \u00e9 \u00f3bvio que se expandiu em cerca de 2,2 \/ 1,31 = 1,67 (+ 67%).\u00a0Portanto, o volume resultante \u00e9 de 2 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0x 1,67 = 3,34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0e \u2206V = 3,34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0– 2 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0= 1,34 m\u00a0<\/span>3<\/span><\/sup>\u00a0.<\/span><\/p>\n

A\u00a0parte\u00a0<\/span>p\u2206V<\/span><\/strong>\u00a0da entalpia, ou seja, o trabalho realizado \u00e9:<\/span><\/p>\n

W = p\u2206V = 500 000 Pa x 1,34 m\u00a0<\/span><\/strong>3<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0= 670 kJ<\/span><\/strong><\/p>\n

\u2014\u2014\u2014\u2013<\/span><\/p>\n

Durante a\u00a0<\/span>mudan\u00e7a de volume<\/span><\/strong>\u00a0, a\u00a0<\/span>press\u00e3o<\/span><\/strong>\u00a0e a\u00a0<\/span>temperatura<\/span><\/strong>\u00a0tamb\u00e9m podem mudar.\u00a0Para calcular esses processos, precisar\u00edamos saber como a press\u00e3o varia com o volume do processo real pelo qual o sistema muda\u00a0<\/span>do estado i para o estado f<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0A\u00a0<\/span>primeira lei da termodin\u00e2mica<\/span><\/strong>\u00a0e o trabalho podem ser expressos como:<\/span><\/p>\n

\"Trabalho<\/a><\/p>\n

\"Trabalho<\/a>
O trabalho realizado pelo sistema depende n\u00e3o apenas dos estados inicial e final, mas tamb\u00e9m dos estados intermedi\u00e1rios – ou seja, no caminho.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Quando um sistema termodin\u00e2mico muda de um\u00a0<\/span>estado inicial<\/span><\/strong>\u00a0para um\u00a0<\/span>estado final<\/span><\/strong>\u00a0, ele passa por uma\u00a0<\/span>s\u00e9rie de estados intermedi\u00e1rios<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Chamamos essa s\u00e9rie de estados de\u00a0<\/span>caminho<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Sempre existem infinitas possibilidades para esses estados intermedi\u00e1rios.\u00a0Quando todos eles s\u00e3o estados de equil\u00edbrio, o caminho pode ser plotado em um\u00a0<\/span>diagrama pV<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Uma das conclus\u00f5es mais importantes \u00e9 que:<\/span><\/p>\n

O trabalho realizado pelo sistema depende n\u00e3o apenas dos estados inicial e final, mas tamb\u00e9m dos estados intermedi\u00e1rios – ou seja, no caminho.<\/span><\/em><\/p>\n

Q e W s\u00e3o dependentes do caminho, enquanto \u0394E\u00a0<\/span><\/strong>int<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0\u00e9 independente do caminho.\u00a0<\/span><\/strong>Como pode ser visto na figura (diagrama pV), o trabalho \u00e9 vari\u00e1vel dependente do caminho.\u00a0A \u00e1rea azul representa o\u00a0trabalho\u00a0<\/strong><\/span>p\u0394V<\/span><\/em><\/strong>\u00a0realizado por um sistema, que passa de um estado inicial i para um estado final f.\u00a0O trabalho W \u00e9 positivo porque o volume do sistema aumenta.\u00a0O segundo processo mostra que o trabalho \u00e9 maior e depende do caminho do processo.<\/span><\/p>\n

Al\u00e9m disso, podemos conduzir o sistema atrav\u00e9s de uma s\u00e9rie de estados formando um\u00a0<\/span>circuito fechado<\/span><\/strong>\u00a0, como\u00a0<\/span>i \u21d2 f \u21d2 i<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Nesse caso, o\u00a0<\/span>estado final \u00e9 o mesmo que o estado inicial<\/span><\/strong>\u00a0, mas o\u00a0<\/span>trabalho total realizado<\/span><\/strong>\u00a0pelo sistema\u00a0<\/span>n\u00e3o \u00e9 zero<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Um valor positivo para o trabalho indica que o trabalho \u00e9 realizado pelo sistema em seus arredores.\u00a0Um valor negativo indica que o trabalho \u00e9 realizado no sistema por seus arredores.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
<\/div>\n

Exemplo: Trabalho Espec\u00edfico da Turbina<\/span><\/h2>\n
\"termodin\u00e2mica<\/a>
Ciclo de Rankine – Termodin\u00e2mica como ci\u00eancia de convers\u00e3o de energia<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Um\u00a0<\/span>est\u00e1gio<\/span><\/strong>\u00a0de\u00a0alta press\u00e3o<\/strong>\u00a0da\u00a0<\/span>turbina a vapor<\/span><\/strong>\u00a0opera em estado estacion\u00e1rio com condi\u00e7\u00f5es de entrada de \u00a0\u00a0<\/span>6 MPa<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>t = 275,6 \u00b0 C<\/span><\/strong>\u00a0, x = 1 (ponto C).\u00a0Vapor folhas esta etapa de turbina a uma press\u00e3o de\u00a0<\/span>1,15 MPa<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>186 \u00b0 C<\/span><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>x = 0,87<\/span><\/strong>\u00a0(ponto D).\u00a0Calcule a diferen\u00e7a de entalpia entre esses dois estados.\u00a0Determine a transfer\u00eancia de trabalho espec\u00edfica.<\/span><\/p>\n

A\u00a0<\/span>entalpia<\/span><\/a>\u00a0para o estado C pode ser coletada diretamente das\u00a0<\/span>tabelas de vapor<\/span><\/strong><\/a>\u00a0, enquanto a entalpia para o estado D deve ser calculada usando a\u00a0<\/span>qualidade do vapor<\/span><\/a>\u00a0:<\/span><\/p>\n

h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>1, molhado<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0=<\/span><\/em><\/strong>\u00a02785 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, molhado<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0= h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, s<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0x + (1 – x) h\u00a0<\/span><\/em><\/strong>2, l<\/span><\/sub><\/em><\/strong>\u00a0\u00a0= 2782.\u00a00,87 + (1 – 0,87).\u00a0790 = 2420 + 103 =<\/span>\u00a02523 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

\u0394h = 262 kJ \/ kg<\/span><\/strong><\/p>\n

Como no processo adiab\u00e1tico\u00a0<\/span>dh = dw<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>\u0394h = 262 kJ \/ kg \u00e9<\/span><\/strong>\u00a0o\u00a0<\/span>trabalho espec\u00edfico<\/span><\/strong>\u00a0da\u00a0turbina<\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Calor e Trabalho em Termodin\u00e2mica.\u00a0Agora examinamos como o trabalho realizado e o calor adicionado ao sistema durante um processo termodin\u00e2mico dependem dos detalhes de como o processo ocorre.\u00a0Engenharia T\u00e9rmica Calor e Trabalho Vimos que a energia interna muda com\u00a0Q\u00a0, que \u00e9 o\u00a0calor l\u00edquido adicionado\u00a0ao sistema e\u00a0W\u00a0, que \u00e9 o\u00a0trabalho l\u00edquido realizado pelo\u00a0sistema.\u00a0Agora examinamos como o … Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[14],"tags":[],"yoast_head":"\nO que \u00e9 calor e trabalho em termodin\u00e2mica - defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Calor e Trabalho em Termodin\u00e2mica. Agora examinamos como o trabalho realizado e o calor adicionado ao sistema durante um processo termodin\u00e2mico dependem dos detalhes de como o processo ocorre. Engenharia T\u00e9rmica\" \/>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"pt_BR\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"O que \u00e9 calor e trabalho em termodin\u00e2mica - defini\u00e7\u00e3o\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Calor e Trabalho em Termodin\u00e2mica. Agora examinamos como o trabalho realizado e o calor adicionado ao sistema durante um processo termodin\u00e2mico dependem dos detalhes de como o processo ocorre. Engenharia T\u00e9rmica\" \/>\n<meta property=\"og:url\" content=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/\" \/>\n<meta property=\"og:site_name\" content=\"Thermal Engineering\" \/>\n<meta property=\"article:published_time\" content=\"2019-11-09T21:50:40+00:00\" \/>\n<meta property=\"article:modified_time\" content=\"2020-01-28T13:15:51+00:00\" \/>\n<meta property=\"og:image\" content=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Zeroth-Law-of-Thermodynamics-heat-300x158.png\" \/>\n<meta name=\"twitter:card\" content=\"summary\" \/>\n<meta name=\"twitter:label1\" content=\"Written by\">\n\t<meta name=\"twitter:data1\" content=\"Nick Connor\">\n\t<meta name=\"twitter:label2\" content=\"Est. reading time\">\n\t<meta name=\"twitter:data2\" content=\"9 minutos\">\n<script type=\"application\/ld+json\" class=\"yoast-schema-graph\">{\"@context\":\"https:\/\/schema.org\",\"@graph\":[{\"@type\":\"WebSite\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#website\",\"url\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/\",\"name\":\"Thermal Engineering\",\"description\":\"\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"SearchAction\",\"target\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/?s={search_term_string}\",\"query-input\":\"required name=search_term_string\"}],\"inLanguage\":\"pt-BR\"},{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/#primaryimage\",\"inLanguage\":\"pt-BR\",\"url\":\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Zeroth-Law-of-Thermodynamics-heat-300x158.png\"},{\"@type\":\"WebPage\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/#webpage\",\"url\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/\",\"name\":\"O que \\u00e9 calor e trabalho em termodin\\u00e2mica - defini\\u00e7\\u00e3o\",\"isPartOf\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#website\"},\"primaryImageOfPage\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/#primaryimage\"},\"datePublished\":\"2019-11-09T21:50:40+00:00\",\"dateModified\":\"2020-01-28T13:15:51+00:00\",\"author\":{\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#\/schema\/person\/e8c544db9afedaec8574d6464f9398bb\"},\"description\":\"Calor e Trabalho em Termodin\\u00e2mica. Agora examinamos como o trabalho realizado e o calor adicionado ao sistema durante um processo termodin\\u00e2mico dependem dos detalhes de como o processo ocorre. Engenharia T\\u00e9rmica\",\"inLanguage\":\"pt-BR\",\"potentialAction\":[{\"@type\":\"ReadAction\",\"target\":[\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/o-que-e-calor-e-trabalho-em-termodinamica-definicao\/\"]}]},{\"@type\":\"Person\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#\/schema\/person\/e8c544db9afedaec8574d6464f9398bb\",\"name\":\"Nick Connor\",\"image\":{\"@type\":\"ImageObject\",\"@id\":\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/#personlogo\",\"inLanguage\":\"pt-BR\",\"url\":\"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/84c0dec310b44b65da29dc9df6925239?s=96&d=mm&r=g\",\"caption\":\"Nick Connor\"}}]}<\/script>\n<!-- \/ Yoast SEO plugin. -->","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/48268"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=48268"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/48268\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=48268"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=48268"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/pt-br\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=48268"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}