Termodinâmica

Conhecimentos de Base Recomendados

Conhecimentos básicos e bem sedimentados nos domínios: Matemática, Química e Física.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas tradicionais.

As aulas teórico-práticas consistem na resolução de problemas.

Resultados de Aprendizagem

Sedimentação dos conceitos básicos e do significado da linguagem característica do domínio dos processos químicos;

Compreensão dos conceitos inerentes à equação do balanço;

Aplicação de uma metodologia de análise da informação contida nos diagramas de processo;

Resolução do problema de balanços recorrendo a uma metodologia sistemática de procedimentos;

Resolução de problemas de balanços de massa e energia aplicados a dispositivos mecânicos com escoamento em regime permanente.

Conhecer os componentes principais e o princípio básico de funcionamento  de máquinas termodinâmicas: motores a gás (ciclos Otto, Diesel e Brayton), motores a vapor (ciclo de Rankine) e máquinas frigoríficas (ciclo de refrigeração por compressão de vapor).

As competências identificam-se no essencial com os conhecimentos inerentes ao programa definido para a disciplina.

 

Estágio(s)

Não

Programa

Balanços. Fundamentos. Tipos de processos. Princípios da conservação. Balanços mássicos em sistemas sem reação química. Variáveis do balanço mássico. Equações de balanços independentes. O conceito de base de cálculo.

Sistemas com múltiplas unidades. Balanços em sistemas com reação química. Reagente limitante e conversão. Balanços aos elementos. Balanços de energia. Lei da conservação da energia, Balanços energéticos em sistemas não recativos e em sistemas reativos. Balanços de energia aplicados a sistemas mecânicos. Equação geral de conservação de energia. Ciclos de potência a gás, a vapor e de refrigeração. Princípio de funcionamento do motor de combustão interna. Análise dos ciclos termodinâmicos associados. Princípio de funcionamento das centrais térmicas e análise do ciclo de Rankine. Princípio de funcionamento das máquinas frigoríficas e do ciclo de refrigeração por compressão de vapor.

Docente(s) responsável(eis)

Isabel Maria Almeida Fonseca

Métodos de Avaliação

Avaliação
Exame: 100.0%

Bibliografia

Reklaitis, G.V. Introduction to Material and Energy Balances. 1st edition. John Wiley & Sons, USA, 1983

Felder, R.M.; Rousseau, R.W. Elementary Principles of Chemical Processes. 2nd  edition, John Wiley  & Sons, Canada, 1986

Felder, R.M.; Rousseau, R.W. Elementary Principles of Chemical Processes. 3rd edition, John Wiley & Sons, Canada, 2000

Fonseca, I.M.F.; Egas, P.V. Fundamentos de Balanços de Energia. Imprensa da Universidade de Coimbra, Coimbra, 2009

Fonseca, I.M.F. Balanços Mássicos e Análise do Grau de Liberdade. Caderno de Engenharia Química Nº 9, DEQ, Coimbra, 2007

Y. A. Çengel e M. A. Boles. THERMODYNAMICS: AN ENGINEERING APPROACH, McGraw-Hill, 2008

Y. Cengel, R. Turner, J. Cimbala, Fundamentals of Thermal-Fluid Sciences, McGraw-Hill, 2003

M. J. Moran, H. N. Shapiro, B. R. Munson, D. P. DeWitt, Introduction to Thermal Systems Engineering: Thermodynamics, Fluid Mechanics, and Heat Transfer,  Willey, 2003