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F-320

Curso de F 320 A - Termodinâmica

1o. Semestre de 2017: 3as. (21:00hs) e 5as. (19:00hs), sala IF14

Professor: Fernando Iikawa

Sala: 208, do Prédio B, superior, do DFMC/IFGW

Telefone: Ramal - 15482

Livro Texto:  "Termodinâmica, Teoria Cinética e Termodinâmica Estatística"

Thermodynamics, Kinetic Theory and Statistical Thermodynamics, Francis W. Sears and Gerhard L. Salinger, Adison-Wesley Publishing Company, 3rd edition. Tem a versão traduzida em português.

Outros livros:    

  • Heat and Thermodynamics, M. W. Zemansky, McGraw-Hill Book Company, 5th edition

 

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Horário de atendimento: 3a. às 20:00-21:00hs

                                           5a. às 18:00-19:00hs

Data

Assunto

 07.03.2017

 Cap. 1 - Conceitos termodinâmicos: Sistema, envoltório, fronteira e o universo termodinâmico; variáveis de estados ou propriedades termodinâmicas; propriedades extensivas e intensivas e valores específicos; equilíbrio térmico e a lei zero da termodinâmica; equilíbrio termodinâmico; ler o item sobre medidas de temperatura e unidades.

Lista do cap. 1: 6, 7, 9, 10, 17, 18, 21.

 09.03.2017

 Cap. 2: Equação de estado: equações de gás ideal, equação de gás real de Van-der-Waals, superfície e curva P-V-T, diagrama de fase sólido-líquido-gasoso de diferentes substâncias, equações de estado de uma barra ou fio metálico sob tensão, momento magnético de um material paramagnético, momento de dipolo elétrico, membrana superficial de um líquido.

Lista do cap. 2: 8, 11, 13, 21, 22, 25, 30, 33.

14.03.2017 Cap. 2: Derivadas parciais, diferenciais no sistema (P,V,T), coeficiente de dilatação térmica, coeficiente de compressão isotérmica, contantes críticas de um gás de Van der Waals, relações entre as derivadas parciais no sistema (P,V,T), diferenciais exatas.
 16.03.2017  Cap. 3: Primeira Lei da Termodinâmica: Trabalho em termodinâmica (atente para a convenção); Trabalho no sistema (P,V,T); diferencial não-exata e a dependência do trabalho com os processos; Trabalho no ciclo termodinâmico; Trabalho em um sistema paramagnético;
 21.03.2017  Cap. 3: Trabalho em sólidos, fios tensionados e película; Trabalho de configuração e dissipativo; Trabalho nulo em expansão livre do gás; Primeira Lei da Termodinâmica; Trabalho em um processo adiabático e a variação da energia interna; Fluxo de calor; Capacidade térmica e calor específico a pressão ou volume constante.
23.03.2017

 Teste-1; Cap. 3: Calor de transformação (transição de fase); Entalpia; Variação de entalpia no sistema P-V-T e paramagnético; Forma geral da 1a. Lei;

Lista: 11, 15, 18, 19, 24, 26, 29, 33, 35.

28.03.2017 Cap. 3: Aplicação da equação geral da 1a. Lei em escoamento estacionário de fluido; Equação de Bernoulli; Medidor de Venturini (veja tambem outras aplicações da Eq. de Bernoulli); Escoamento em turbina; Exercícios.
 30.03.2017

 Cap. Consequências da 1a. Lei: Variação de energia em função de v e T, P e T, P e v; relações gerais de derivadas parciais e a regra da cadeia.

Lista do cap. 4: 8, 13, 16, 21, 23, 27, 33, 35, 36.

04.04.2017 Cap. 4: Experiência de Gay-Lussac-Joule; coeficiente de Joule; Experiência de Joule-Thompson; coeficiente de Joule-Thompson; Curvas isentalpicas; Curvas isotérmicas e adiabáticas; Ciclo de Carnot e a máquina térmica;
06.04.2017 Revisão e Exercícios.
11.04.2017 Prova-1
18.04.2017

 Cap. 5: Entropia e a 2a. Lei - Processos irreversíveis; Entropia; cálculo de entropia em processos reversíveis; diagrama TxS; variação de entropia em processos irreversíveis; princípio de aumento de entropia; enunciado de Clausius e de Kelvin-Planck da 2a. Lei.

Lista do Cap. 5: 2, 4, 13, 16, 20, 21, 27, 28, 29, 30.

 20.04.2017  Cap. 5: Temperatura termodinâmica; Limite de rendimento de máquinas térmicas; refrigerador de gás; refrigerador magnético; ciclo de Otto (motor a gasolina); ciclo de Diesel; ciclo de Stirling (determinar a eficiência da máquina de cada ciclo); Paradoxo de Gibbs e exercícios.
25.04.2017

Cap. 6: 1a e 2a. Leis combinadas: Relações termodinâmicas para (T,V), (T,P) e (V,P) e equações TdS; Aplicações em sólidos e líquidos.

Lista do cap. 6: 3, 6, 8, 13, 19, 20, 21, 22, 23, 28, 30.

27.04.2017  Cap. 6 - Propriedades de uma substância pura, gás ideal e de Van-der-Waals e líquidos e sólidos; experiência de Gay-Lussac e Joule.
02.05.2017 Teste-2; Cap. 6 - Experiência de Joule-Thompson- gás ideal e de van-der-Waals; principio de Caratheodory; método de Bridgman.
04.05.2017 Cap. 6: exercicios
09.05.2017

Cap. 7: Potenciais termodinâmicos: funções de Helmholtz (F) e de Gibbs (G); potenciais termodinâmicos; F e G no gás ideal e de Van-der-Waals. 

Lista do Cap.7: 2, 4, 5, 6, 7, 11, 15, 16, 17, 19, 20, 22, 23, 25, 28.

 11.05.2017  Cap. 7: F e G de outros sistemas termodinâmicos como tensão em fios; relações de Maxwell; equilíbrio estável e instável; Mudança de fase; super-resfriamento e super-aquecimento; transição de fase de 1a. e 2a. ordem; equação de Clausius-Clepeyron;
   
 29.06.2017  Trabalho extra, individual ou em grupo no máximo 3 pessoas: Montar uma máquina de Stirling e apresentar no dia 29 de Junho na sala de aula. Pode ser uma cópia da que tem na internet ou inventar uma diferente. A máquina tem que funcionar e o aluno tem que saber descrever o princípio de funcionamento. Ganha 0,5 ponto na Nota Final, antes do Exame.

 

Obs. As provas e testes corrigidas serão entregues somente na sala de aula. 

  RA T1 T2 P1
         
1 3415 10.0   6.05
2 31177      
3 77067 0.0   4.40
4 81335 10.0 0.0 4.00
5 82615 0.0    
6 93112 0.0   3.50
7 97633 0.0 5.0 5.50
8 101335 0.0 0.0 3.60
9 105954 5.0 0.0  
10 118909 0.0   5.95
11 120273 7.0 10.0 5.40
12 120904 0.0 2.0 8.20
13 135876 0.0 10.0 1.35
14 136005 0.0 10.0 4.90
15 136513 5.0 10.0 5.40
16 137466 10.0 0.0 3.00
17 140784      
18 145279 10.0 10.0 8.70
19 145301 10.0 10.0 7.60
20 145511      
21 145911      
22 145924 10.0 10.0 6.25
23 145971 10.0 10.0 6.70
24 146337 8.0 10.0 3.50
25 146610 10.0 10.0 8.90
26 147449 10.0 0.0 5.55
27 148008 10.0 4.0 9.75
28 149403 0.0 0.0 6.50
29 154620 5.0 5.0 8.50
30 154781 10.0 10.0 8.40
31 155132 0.0 10.0 8.40
32 155402 0.0 10.0 7.70
33 156193 10.0 10.0 5.55
34 156234 10.0 10.0 7.05
35 156295 0.0   4.00
36 157045 0.0    
37 158146 0.0 10.0 9.00
38 160233 5.0   4.65
39 160282      
40 163835 3.0 10.0 6.50
41 167042 10.0 10.0 8.30
42 168028 2.0 10.0 8.00
43 168845 0.0 0.0 5.30
44 169368 0.0 10.0 5.50
45 169380      
46 170074 0.0 10.0 4.70
47 170290 10.0 10.0 9.25
48 170448 10.0 10.0 5.70
49 170968 10.0 10.0 8.25
50 176390 10.0   8.55
51 178298 5.0 10.0 7.55

 

 

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