Termodinâmica e Fenómenos de Transferência

Apresentação

Esta unidade curricular faz parte do plano curricular da presente licenciatura, cujos conceitos lecionados são importantes para a aquisição de conhecimentos das unidades curriculares subsequentes.

Pretende-se nesta disciplina dotar os alunos de conhecimentos fundamentais da termodinâmica e transferência de calor. Serão desenvolvidos os princípios básicos da termodinâmica e a sua formulação matemática, bem como algumas das principais aplicações. Mais especificamente, serão dados os conceitos relacionados com as substâncias puras, as 1ª e 2ª leis da termodinâmica e os ciclos de potência e refrigeração. Serão também abordadas as noções básicas sobre os processos de transferência de calor.

Curso

Ciências de Engenharia Aeroespacial

Grau|Semestres|ECTS

| Semestral | 5

Ano | Tipo de unidade curricular | Lingua

2 |Obrigatório |Português

Código

ULP1393-13537

Disciplinas complementares recomendadas

nenhuma

Estágio profissional

Não

Conteúdos Programáticos

UNIDADES E CONVERSÕES

CONCEITOS: Sistema termodinâmico. Estado e transformações. Formas de energia. Calor específico

SUBSTÂNCIAS PURAS: comportamento e propriedades de uma substância pura; equação de estado de gases perfeitos

1ª LEI DA TERMODINÂMICA: transferência de energia sob a forma de calor e de trabalho; balanços de energia; energia interna e entalpia

2ª LEI E ENTROPIA: motores térmicos; enunciado de Kelvin-Planck; eficiência das máquinas térmicas; processos reversíveis. Ciclo de Carnot; qualidade da energia. Desigualdade de Clausius; entropia.

CICLOS DE POTÊNCIA E DE REFRIGERAÇÃO: ciclos de Rankine, Otto e Brayton; ciclo de refrigeração por compressão de vapor; bomba de calor

TRANSFERÊNCIA DE CALOR: Condução: Lei de Fourier; condutibilidade e resistência térmica. Convecção: Lei de Newton do arrefecimento; coeficiente de transferência por convecção. Radiação: Lei de Stefan-Boltzmann; coeficiente global de transferência de calor. Transferência de calor em superficies alhetadas.

Objetivos

No final da unidade curricular o aluno deve ser capaz de:

Conhecer o comportamento e propriedades das substâncias puras.

Analisar diagramas P-V e P-T.

Compreender os conceitos básicos de energia, trabalho e calor.

Conhecer e saber aplicar as 1ª e 2ª leis da termodinâmica bem como conceitos associados.

Dominar o conceito de entropia e relações termodinâmicas associadas.

Conhecer os princípios de alguns sistemas transformadores de energia.

As diferentes formas de transferência de calor: condução, convecção e radiação.

Desenvolver um pensamento estruturado na formulação e resolução de problemas de transferência e calor.

Metodologias de ensino e avaliação

Metodologia de Ensino:

Incentivar a participação e restituir a iniciativa do aluno no processo educativo da sua própria formação. A estrutura das sessões é dividida em sessões teóricas, utilizando o método expositivo e interativo ou apresentação de assuntos por meios audiovisuais e sessões práticas, onde os estudantes são confrontados com problemas / situações, a realizar individualmente ou em grupo, com a ajuda do professor, onde poderão aplicar os conhecimentos adquiridos. A relação aluno/docente torna-se bastante mais favorável nestas sessões uma vez que se encontram reunidas as condições adequadas para uma maior participação em aula, permitindo e estimulando uma maior aproximação entre docente e estudantes.

Avaliação: contínua, de acordo com o Regulamento de Avaliação de Conhecimentos da ULP.

Bibliografia principal

- Cengel, Y.A. & Boles, M.A. (2001). Termodinâmica. Portugal: McGraw-Hill.

- Incropera, F. P., Dewitt, D. P., Bergamn, T.L., Lavine, A. S. (2008). Fundamentos de Transferência de Calor e Massa, 6ª edição, GEN, LTC.

- Diversos textos de apoio a fornecer ao longo das sessões.

Horário de Atendimento