AULA8

UNISANTA – FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA: TERMODINÂMICA QUÍMICA I – NOTAS DE AULA

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AULA 08
Prof. Antonio Santoro
4.8 - Primeira Lei da Termodinâmica para o Volume de Controle

Já consideramos a primeira lei da termodinâmica para um sistema, que consiste numa quantidade fixa de massa e mostramos que para um processo ela pode ser representada pela Eq. 4.2-3, isto é

∑

Q 2 = E 2 − E1 + ∑ 1W2

1

(4.2-3)

Vimos também que, dividindo por dt, ela pode ser escrita em termos de uma equação de fluxo médio num intervalo de tempo dt, como na Eq. 4.8-1

∑

Q 2 E 2 − E1
=
+ dt dt

1

∑

W2 dt 1

(4.8-1)

A fim de escrever a primeira lei em termos de fluxo para um volume de controle, procedemos de modo análogo ao usado para deduzir a equação da conservação da massa em termos de fluxo. Na Fig. 4.8-1 vemos um sistema e um volume de controle. O sistema é formado por toda a massa inicialmente contida no volume de controle mais a massa δme.
Consideremos as mudanças que ocorrem no sistema e volume de controle durante o intervalo de tempo dt. Durante esse intervalo de tempo, dt a massa δme entra no volume de controle através da área discreta Ae e a massa δms sai através da área discreta As. Em nossa análise admitiremos que o incremento de massa δme tem propriedades uniformes, o mesmo ocorrendo com δms. O trabalho total realizado pelo sistema durante o processo, δW, é o associado às massas δme e δms cruzando a superfície de controle, que é comumente chamado de trabalho de fluxo, e o trabalho Wv.c que inclui todas as outras formas de trabalho, tais como associadas com eixo que atravessa a fronteira, forças de cisalhamento, efeitos elétricos, magnéticos, ou superficiais, expansão ou contração do volume de controle.
Uma quantidade de calor, δQ, atravessa a fronteira do sistema durante dt.
Consideremos agora cada termo da primeira lei da termodinâmica escrita para sistema e transformemo-lo numa forma equivalente, aplicável ao volume de controle. Consideremos
primeiramente