Videoaula

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Vídeo 1

Conversa Inicial

Vídeo 2

Tema 01: Formas de energia e a Primeira Lei da Termodinâmica

Vídeo 3

Tema 02: Tabelas e diagramas termodinâmicos

Vídeo 4

Tema 03: Uso da tabela de vapor

Vídeo 5

Tema 04: Balanço de energia em regime permanente

Vídeo 6

Tema 05: Termoquímica

politécnica

Processos Químicos Industriais

Profª. Thaís Helena Curi Braga

aula 02

Este material é compatível com computadores, tablets e smartphones.

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Material didático institucional

Para uma boa aprendizagem nesta disciplina, você deve acessar os seguintes materiais:

Texto para leitura da Rota de Aprendizagem Arquivo temporariamente indisponível Os slides de aula do professor Arquivo temporariamente indisponível O plano de ensino da discliplina Arquivo temporariamente indisponível

Na sequência assista às videoaulas.

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Plano de Ensino

Objetivos Gerais

Balanço Material (Fluxogramas de processo. Fundamentos. Metodologia de cálculo. Balanço de massa em regime estacionário sem reação química e com reação química. Desvio, reciclo e purga). Balanço de Energia (Formas de energia e a Primeira Lei da Termodinâmica. Tabelas de dados termodinâmicos. Uso da tabela de vapor. Balanço de energia mecânica. Termoquímica). Operações Unitárias (Evaporação. Secagem. Absorção. Destilação. Extração. Cristalização. Mistura e agitação. Redução de tamanho. Separação mecânica. Sedimentação.). Instrumentação e Controle (Medidores de pressão, temperatura, vazão e nível. Malhas de controle. Tipos de controladores). Indústrias de Processos Químicos (Petroquímica. Metalurgia. Produtos químicos. Alimentos. Impactos ambientais).

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Conversa Inicial

Um processo industrial consiste de reatores, separadores, bombas, compressores, trocadores de calor e outras unidades de processo. Cada unidade individualmente libera e absorve calor.

Qual a necessidade de energia por unidade de processo e para a planta em sua totalidade?

O Engenheiro de Produção deve estar apto a discutir questões como esta. Nesta aula, você aprenderá os fundamentos do balanço de energia, a fim de contabilizar a quantidade de energia que entra e sai de uma unidade de processo industrial. Para isso, falaremos das formas de energia e como podem ser transformadas, as leis da termodinâmica que restringem essas transformações e como elas podem ser tratadas em termos de balanço de energia.

Você vai conhecer também as tabelas e diagramas termodinâmicos e aprender a usá-los para líquidos e vapores saturados, subresfriados e superaquecidos. Bom estudo!

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Veja no vídeo a seguir em que a professora Thaís nos apresenta o que mais vamos estudar nesta aula.

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Tema 01: Formas de energia e a Primeira Lei da Termodinâmica

Da mesma maneira que o balanço material pode ser descrito como uma contabilidade de fluxos de massa, o balanço de energia é uma contabilidade de fluxos de energia entrando, saindo e se acumulando em uma unidade de processo.

Mas quais são as formas de energia? Como podemos expressar a Lei de Conservação de Energia?

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Acompanhe a professora Thaís falando sobre formas de energia e a Primeira Lei da Termodinâmica.

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Tema 02: Tabelas e diagramas termodinâmicos

Pressão, temperatura, volume, energia interna, entalpia e entropia são variáveis de processo e seus valores numéricos são apresentados na forma de tabelas e gráficos. Vamos conhecê-los?

Então, assista ao vídeo a seguir, a professora Thaís explanará sobre tabelas e diagramas termodinâmicos.

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Tema 03: Uso da tabela de vapor

A água é uma substância muito presente na indústria. Quando se fala em energia e troca de energia, o vapor de água é o principal fluido de aquecimento usado industrialmente.

A tabela termodinâmica da água é chamada usualmente de "tabela de vapor". Vamos aprender a ler dados de energia desta tabela para diferentes condições de pressão e temperatura.

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Neste vídeo a professora Thaís irá mostrar como fazer uma leitura da tabela de vapor. Acompanhe!

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Tema 04: Balanço de energia em regime permanente

Muitos processos químicos industriais podem ser equacionados em termos de energia de maneira bastante simples, visto que em vários casos o balanço de energia se reduz a um balanço de entalpia.

Isso se dá quando as parcelas de energia cinética e potencial são desprezíveis e não há trabalho mecânico envolvido e os dados de entalpia podem ser retirados de uma tabela de vapor para a substância água ou calculados como o produto do calor específico pela variação de temperatura para outras substâncias.

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Acompanhe o vídeo da professora Thaís para compreender melhor.

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Tema 05: Termoquímica

Como pensar em termos de energia quando um processo industrial envolve uma reação química? E como realizar um balanço de energia neste processo? A termoquímica é a parte da termodinâmica que estuda a energia envolvida nas reações químicas.

Entenda melhor a termoquímica assistindo ao vídeo da professora Thaís a seguir.

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Na Prática

Aqui, você irá ver mais exemplos de uso da tabela de vapor.

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Finalizando

A segunda aula de Processos Químicos Industriais apresenta conceitos da Termodinâmica e mostra como usá-los em balanços de energia. Agora, você já está familiarizado com a terminologia e diagramas e tabelas usadas na análise de processos em termos energéticos.

Você viu, ainda, como são tratadas as reações químicas em termos de demanda de energia, na forma de calor de reação.

Até a próxima!

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Referências

BRASIL, N. I. Introdução à Engenharia Química. 3ª ed. Rio de Janeiro: Editora Interciência Ltda., 2013.

FELDER, R. M. & ROUSSEAU, R. W. Princípios Elementares dos Processos Químicos. 3ª ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda., 2005.

SMITH, J. M., VAN NESS, H. C. & ABBOTT, M. M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química. 7ª ed. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda., 2007.

Temas

Tema 01: Formas de energia e a Primeira Lei da Termodinâmica

Tema 02: Tabelas e diagramas termodinâmicos

Tema 03: Uso da tabela de vapor

Tema 04: Balanço de energia em regime permanente

Tema 05: Termoquímica