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DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Disciplina: Termodinâmica Aplicada A - I Código: 30-249 Carga Horária: 80h Créditos: 04 Pré-Requisitos: 10-153 e 10-168
EMENTA Escopo e conceitos do equilíbrio de fases. Função geradora de Gibbs residual: fugacidade, coeficiente de fugacidade. Equações de estado: virial e suas extensões; van der Waals e suas extensões. Função geradora de Gibbs em excesso: coeficiente de atividade, atividade e estados padrões. Cálculo e métodos experimentais de determinação de dados de equilíbrio de fases em sistemas.
OBJETIVOS A disciplina visa adquirir conhecimentos sobre termodinâmica compreendendo o inter-relacionamento das diversas áreas da engenharia química, apresentadas ao longo do curso. Buscando-se atender estas competências alguns objetivos específicos são delineados: - Aprimorar conhecimentos de um ramo da física, preparatórios às disciplinas de operações unitárias e de fenômenos de transporte. - Explorar com maiores detalhes as relações existentes entre temperatura, pressão e volume para substâncias puras e misturas. - Abordar aspectos qualitativos (descrição de diagramas), teóricos (modelagem) e experimentais (práticas em laboratório).
CONTEÚDOS CURRICULARES UNIDADE DE ENSINO 01 – PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS Apresentar os princípios fundamentais da termodinâmica: sistema, volume de controle, processos e ciclos, estado, propriedade, trabalho e calor.
Atividade prática 01: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados. TDE 01 – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da unidade 1.
UNIDADE DE ENSINO 02 – LEIS DA TERMODINÃMICA E RELAÇÃO P-V-T E FUNÇÃO GERADORA DE GIBBS RESIDUAL PARA SUBSTÂNCIAS PURAS E MISTURAS Apresentar e aplicar as Leis da termodinâmica em processos químicos. Trabalhar os conceitos de funções e coordenadas termodinâmicas: cálculo de propriedades de fluidos puros e de misturas.
Atividade prática 02: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aula prática em laboratório de termodinâmica. TDE 02 – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da unidade 2.
UNIDADE DE ENSINO 03 – PROPRIEDADES DE MISTURAS LÍQUIDAS E FUNÇÃO GERADORA DE GIBBS EM EXCESSO Trabalhar os conceitos, definições e aplicações das propriedades de misturas líquidas e função geradora de gibbs em excesso. condução de calor unidimensional em estado estacionário. Avaliar os modelos de coeficiente de atividade (Ex.: Van Laar, Margules, Wilson, NRTL, UNIQUAC, etc.). Atividade prática 03: Realização de exercícios de fixação dos conteúdos trabalhados e aula prática em laboratório de termodinâmica. TDE 03 – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da unidade 3.
METODOLOGIA Visando desenvolver as competências apresentadas, as aulas são desenvolvidas de forma variada e tem como metodologias: a tradicional (expositivo-dialogadas com estudos dirigidos), a ativa e a sócio-interacionista. No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, podem ser utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, materiais concretos e softwares matemáticos, e a contextualização ocorre através da resolução de problemas reais. Os alunos desenvolverão Trabalhos Discente Efetivos – TDEsno total de 20h, envolvendo resolução de exercícios e problemas reais com e sem auxílio de softwares específicos com a aplicação dos conceitos trabalhados.
AVALIAÇÃO A avaliação da disciplina propõe verificar se as competências pretendidas neste plano de ensino foram adquiridas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas escritas e Trabalhos Discentes Efetivos, estes últimos valendo 20% da média parcial. As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino. Numa aula que antecede uma avaliação serão dadas orientações a respeito da sistemática a ser adotada e os conteúdos exigidos, bem como os critérios específicos da avaliação. No instrumento de avaliação haverá de forma explícita e por escrito quanto valerá cada questão.
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BIBLIOGRAFIA BÁSICA SMITH, J.M.; VAN NESS, H.C.; ABBOTT, M.M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 5a Edição, 2000. VAN WYLEN, Gordon John; SONNTAG, Richard E.; BORGNAKKE, C. Fundamentos da termodinâmica clássica. São Paulo: Edgard Blücher, 2012. xii, 589 p. SANDLER, S.I. Chemical and Engineering Thermodynamics. John Wiley & Sons, 3rd Edition, 1999.
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR POLING, B.E.; PRAUSNITZ, J.M.; O´CONNELL, J.P. The Properties of Gases and Liquids. McGraw-Hill Book Company, 5th edition, 2001. REID, Robert C; PRAUSNITZ, John M; POLING, Bruce E. The properties of gases and liquids. 4th ed New York (USA): McGraw-Hill, 1988. x, 741p. BEJAN, Adrian. Advanced engineering thermodynamics. Estados Unidos: John Wiley & Sons, 2006. 920 p. BORGNAKKE, C; SONNTAG, Richard E. Fundamentos da termodinâmica. São Paulo: Edgard Blücher, 2010. xviii, 461 p. MORAN, Michael J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2013. xvi, 820 p. ÇENGEL, Yunus A.; BOLES, Michael A. Termodinâmica. 7 . ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
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