Esta obra fundamental fornece, deste modo, as ferramentas necessárias para que um estudante ou profissional de engenharia saiba fazer a análise energética de um problema térmico sem reação química ou de problemas com combustão, mas também a análise exergética de sistemas, tão em voga com a necessidade premente de utilização racional da energia. Livro inclui glossário com termos correspondentes em português europeu e português do Brasil. Livro segundo o novo Acordo Ortográfico.
Índice:
Parte I - Análise Energética 1. Conceitos Essenciais de Termodinâmica 1.1 Introdução 1.2 Noções de base 1.3 Propriedades de estado 1.4 Diagrama T-s 1.5 Mudança de fase 1.6 Transferência de energia: calor e trabalho 1.7 Noções básicas sobre unidades e interpolação 1.8 Exercícios propostos 2. Primeira Lei para Sistemas Fechados 2.1 Introdução 2.2 Conservação de energia para sistema fechado 2.3 Expressão matemática da 1ª Lei para processo diferencial 2.4 Processos cíclicos 2.5 Noção de entalpia 2.6 Aplicações. Trabalho em processos simples 2.7 Exercícios propostos 3. Segunda Lei - Entropia 3.1 Introdução 3.2 Noção de entropia. Processos reversíveis e irreversíveis 3.3 Expressão matemática da 2ª Lei 3.4 Enunciado de Kelvin-Planck: máquina térmica 3.5 Enunciado de Clausius: máquina frigorífica e bomba de calor 3.6 Exemplos ilustrativos 3.7 Exercícios propostos 4. Relações Termodinâmicas. Gases Perfeitos e Fluidos Incompressíveis 4.1 Introdução 4.2 Diferenciais totais das propriedades de estado 4.3 Variáveis independentes naturais e relações de Maxwell 4.4 Definição dos coeficientes termodinâmicos 4.5 Relações termodinâmicas gerais 4.6 Gás perfeito 4.7 Vapor de água e fluido incompressível 4.8 Exercícios propostos 5. Primeira Lei para Sistemas Abertos 5.1 Introdução 5.2 Conservação de massa 5.3 Conservação de energia num volume de controlo 5.4 Dedução da expressão matemática da 1ª Lei 5.5 Interpretação física dos termos da equação do balanço de energia 5.6 Casos particulares de processos 5.7 Exemplos de processos em sistemas abertos 5.8 Segunda Lei para sistemas abertos 5.9 Exercícios propostos 6. Ciclos de Potência de Vapor 6.1 Introdução 6.2 Descrição do ciclo de vapor básico numa central térmica. Componentes do ciclo 6.3 Parâmetros de desempenho 6.4 Considerações práticas na escolha das condições de funcionamento de um ciclo de vapor 6.5 Ciclo de Carnot 6.6 Ciclo de Rankine 6.7 Efeito do sobreaquecimento e do reaquecimento 6.8 Ciclos regenerativos 6.9 Exercícios propostos 7. Ciclos de Turbina de Gás 7.1 Introdução 7.2 Descrição do ciclo básico e dos seus componentes 7.3 Parâmetros de partida e de desempenho 7.4 Ciclo ideal simples (ciclo de Joule) 7.5 Ciclo real e efeito das irreversibilidades 7.6 Ciclo com permutador 7.7 Turbina de gás de avião 7.8 Exercícios propostos 8. Ciclos Frigoríficos Simples 8.1 Introdução 8.2 Descrição e objetivo da máquina frigorífica e bomba de calor 8.3 Definição dos parâmetros de desempenho (COP) 8.4 Ciclo de Carnot invertido 8.5 Ciclo frigorífico de compressão ideal 8.6 Ciclo real: efeito das irreversibilidades 8.7 Escolha do fluido frigorigénio 8.8 Ciclo de refrigeração com turbina de gás 8.9 Exercícios propostos 9. Cogeração 9.1 Introdução 9.2 Noção e objetivos da cogeração - vantagens e desvantagens 9.3 Parâmetros de desempenho em esquemas de cogeração 9.4 Sistemas básicos de cogeração: turbina de vapor, turbinas de gás, motor Diesel 9.5 Problema do ajustamento da oferta energética à procura 9.6 Exemplo teórico 9.7 Cálculo dos custos energéticos 9.8 Exercícios propostos 10. Noções de Psicrometria e Ar Condicionado 10.1 Introdução 10.2 Mistura de gases perfeitos 10.3 Noção de humidade absoluta e humidade relativa 10.4 Equações de conservação de massa e energia em processos com misturas 10.5 Processos simples de condicionamento de ar: aquecimento sensível, arrefecimento e humidificação 10.6 Utilização do diagrama psicrométrico 10.7 Exercícios propostos Parte II - Combustão e Análise Exergética 11. Misturas de Gases Perfeitos 11.1 Introdução 11.2 Frações mássicas e volumétricas 11.3 Propriedades da mistura 11.4 Exemplos: ar e produtos de combustão 12. Combustão 12.1 Introdução 12.2 Propriedades generalizadas 12.3 Balanço energético de sistemas reativos 12.4 Reação química de combustão 12.5 Poderes caloríficos 12.6 Reformulação do balanço de energia 12.7 Temperatura adiabática de chama 12.8 Exercícios propostos 13. Exergia 13.1 Introdução 13.2 Geração de entropia 13.3 Irreversibilidade. Teorema de Gouy-Stodola 13.4 Formas de exergia 13.5 Balanço de exergia 13.6 Rendimento racional 13.7 Análise exergética de processos simples 13.8 Componentes de temperatura e de pressão da exergia física 13.9 Exercícios propostos 14. Exergia Química 14.1 Introdução 14.2 Entropia absoluta e função de Gibbs generalizada 14.3 Estado ambiente e estado morto 14.4 Trabalho reversível e exergia química 14.5 Substância de referência 14.6 Exergia química - expressão geral 14.7 Mistura de gases 14.8 Exergia física de uma mistura 14.9 Exergia dos produtos de combustão 14.10 Exercícios propostos 15. Equilíbrio Químico e Dissociação 15.1 Introdução 15.2 Teoria sobre equilíbrio químico 15.3 Cálculo da constante de equilíbrio 15.4 Dissociação 15.5 Efeito da pressão e da diluição sobre a dissociação 15.6 Balanço de energia com dissociação 15.7 Temperatura adiabática dos produtos com dissociação 15.8 Exercícios propostos Parte III - ANEXOS Anexo I - Exames resolvidos - Análise Energética Anexo II - Exames resolvidos - Combustão e Análise Exergética Anexo III - Tabelas de Combustão Bibliografia Lista de Símbolos |
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