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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
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| UNIDADE: INSTITUTO DE QUÍMICA | ||
| DEPARTAMENTO: DEPTO. DE FISICO-QUIMICA | ||
| DISCIPLINA: Termodinâmica para Engenharia Química I | ||
| CARGA HORÁRIA: 45 | CRÉDITOS: 3 | CÓDIGO: QUI05-17369 |
| MODALIDADE DE ENSINO: Presencial | TIPO DE APROVAÇÃO: Nota e Frequência | |
| STATUS | CURSO(S) / HABILITAÇÃO(ÕES) / ÊNFASE(S) |
| Obrigatória | QUI - Engenharia Química (versão 6) QUI - Engenharia Química (versão 7) |
| TIPO DE AULA | CRÉDITO | CH SEMANAL | CH TOTAL |
| Teórica | 3 | 3 | 45 |
| TOTAL | 3 | 3 | 45 |
EMENTA:
Definições e conceitos básicos de físico-química: sistema, coordenadas do sistema, variáveis intensivas e
extensivas, estado do sistema, equação de estado. Gases ideais: Lei de Boyle-Mariotte, lei de Charles e GayLussac, Equação de Clapeyron. Mistura de gases ideais: lei de Dalton, lei de Amagat. Coeficientes térmicos. Lei
zero da termodinâmica. Gases reais: Fator de compressibilidade, Temperatura de Boyle. Isotermas de um gás
real. Região crítica. Experiência de Joule. Primeira lei da termodinâmica para sistemas abertos e fechados.
Expressão geral do trabalho. Expansão livre. Expansão contra pressão constante. Expansão reversível
isotérmica. Expansão e compressão em múltiplas etapas. Trabalhos máximo e mínimo. Experiência de JouleThomson. Relação entre CP e Cv. Segunda e terceira leis da termodinâmica. Entropia e seu cálculo. Entropia e
probabilidade. Reversibilidade e irreversibilidade. Transformações típicas para gases ideais: transformações
cíclica, isotérmica, isométrica, isobárica, adiabática e adiabática reversível. Equilíbrio de fases para uma
substância pura. Conceitos básicos: fase, constituinte e componente. Regra de fases de Gibbs. Estabilidade de
fases e transições de fases. Equação de Clapeyron. Fronteiras de equilíbrio. Diagrama de fases de substâncias
puras.
? Máquinas térmicas: Motores de Combustão interna, ciclo Otto, ciclo Diesel, Ciclo Brayton. Máquinas
térmicas: ciclo de Carnot, Ciclo de Rankine, Ciclo de Refrigeração com válvula. Diagramas TS e PH.
Termodinâmica de Processos com Escoamento. Equação geral de balanço de energia: aplicação para válvulas,
turbinas, expansores, compressores, bombas e trocadores de calor. Aplicações envolvendo tabela de vapor.
Máquinas Térmicas: aplicações numéricas. Balanço de energia em tanques. Aplicações envolvendo diagramas
termodinâmicos. Efeitos térmicos: sensíveis, latentes, calor de reação; aplicação a reações industriais.
OBJETIVO(S):
Identificar, classificar e compreender os fundamentos da termodinâmica e de suas leis através da análise de
sistemas e suas transformações típicas;
? Utilizar modelos termodinâmicos em cálculos de engenharia química como o dimensionamento
termodinâmico de ciclos de potência e refrigeração, utilizando tabelas de vapor e diagramas termodinâmicos;
? Identificar, classificar e compreender os efeitos térmicos em processos típicos da engenharia química e em
reações industriais.
| PRÉ-REQUISITO 1: IME01-17356 Cálculo Diferencial e Integral II |
BIBLIOGRAFIA: P.W. Atkins e J. de Paula. Físico-Química Vol. 1, 9ª Ed. LTC - Livros Tecnicos e Cientificos Editora, 2012.
? G. Castellan, Fundamentos de Físico-Química vol 1 e 2, 1a Ed., LTC Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio
de Janeiro, 1986.
? I.N. Levine. Físico-Química. 6ª Ed. Volume 1, LTC - Livros Tecnicos e Cientificos Editora, 2012.
? Smith, J. M., Van Ness, H. C., Abbott, M. M., Swihart, M. T. Introdução à Termodinâmica da Engenharia
Química, 8a Ed., LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora, Rio de Janeiro, 2019.
? Tavares, F. W., Segtovich, I. S. V., Medeiros, F. A. Termodinâmica na Engenharia Química. LTC, 2023.
Matsoukas, T. Fundamentos de Termodinâmica para Engenharia Química - Com Aplicações aos Processos
Químicos, LTC, 1ª Ed., 2016.