Disciplina Termodinâmica

A Termodinâmica é uma disciplina que confere conhecimentos base relacionados com o conceito de
energia de um sistema, formas de energia mais usuais e mecanismos de transferência da energia. Para
além das transferências de energia, é também relevante estudar as consequências dessas alterações
energéticas nas restantes propriedades do sistema e nas suas características físicas. No curso de
Engenharia do Ambiente que, entre muitos assuntos, estuda fenómenos associados a equilibrios e
desequilíbrios energéticos de sistemas que vão desde a escala microscópica até sistemas á escala do
planeta, entende-se facilmente que a disciplina termodinâmica seja uma das disciplinas transversais com
aplicação direta ou indireta em quase todas as outras unidades curriculares do ciclo de estudos.

1.- Conceitos fundamentais

• Sistema, fronteira, vizinhança, Sistema aberto/fechado/isolado, Funções de estado:Temperatura, pressão, energia interna, Equilíbrio termodinâmico.

2.- 1ª Lei para sistemas fechados

• Calor, trabalho, energia e entalpia, 1ª Lei para sistemas fechados.Ciclos,
• Calor específico.Calorimetria
• Mecanismos de transferência de calor

3.- Aplicação da 1ª lei a sistemas de gases Ideais

• Gases ideais.1ª lei para sistemas fechados de gases Ideais
• 1ª Lei para sistemas abertos. Balanços massa e energia. 1ª Lei para sistemas abertos regime estacionário

4.- 2ª lei da termodinâmica

• Processo reversível/irreversível. Princípio de Carnot, ciclo de Carnot
• Princípio de Clausius, entropia e 2ª lei da termodinâmica
• Máquinas térmicas, bombas de calor, refrigeradores.

5,- Potenciais Termodinâmicos e Relações de Maxwell
6.- Propriedades físicas. Diagramas de fase.

• Calor latente e transição de fase. Equilíbrio de fases

7.- Misturas de Gases Ideais. Lei de Dalton, Pressão parcial. Equilíbrio químico

Nas aulas da componente teórica, para além de serem introduzidos os conceitos e relações fundamentais em cada capítulo, são analisadas "Questões-Caso" que partem de sistemas concretos e focam-se na resolução de questões práticas relacionadas com os conceitos ou relações discutidos anteriormente. Nas aulas que terminam um capítulo ou sub-capítulo, os alunos são desafiados a responder a um quiz conceptual, focado no entendimento dos conceitos básicos. No que respeita à aplicação prática e domínio do processo de resolução de problemas concretos, os alunos são desafiados a resolver em sala de aula um conjunto conhecido de exercícios propostos e os que não forem resolvidos em sala de aula devido a diferentes velocidades de execução, podem ser resolvidos pelos estudantes em casa e entregues para correção. No início do semestre os alunos são divididos em grupos e atribuídas temas a cada grupo. O trabalho é desenvolvido ao longo do semestre integrando o conhecimento que vai sendo lecionado.

Çengel, Yunus e Boles, Michael, Termodinâmica, 7ª Edição, São Paulo, McGraw-Hill, 2013, ISBN 978-8580552003.
Çengel, Yunus, Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer, McGraw-Hill, 2008, ISBN 978-0071287739.
Pinto, J.P., Guerra, C, Nogueira, J, Notas pedagógicas da unidade curricular