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26 Maio 2024
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Conservação da Energia e Balanço Energético

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O Primeiro Princípio da Termodinâmica, representado pela eq. 1, e que estabelece que a energia não pode ser criada ou destruída mas pode ser convertida de uma forma para outra, não é mais do que o Princípio da Conservação da Energia. Nos processos de transferência de calor que se abordam neste portal não há produção simultânea de trabalho, pelo que a eq. 1 se resume a

Formula
(5)

Considere-se agora um caso geral de um sistema que pode ser aberto ou fechado (isto é, que permite, ou não, a entrada de matéria através da fronteira). Seguindo a analogia com o balanço efectuado à conta bancária individual, ilustrado na fig.14, onde as entradas de capital se podem interpretar como a energia associada à entrada de matéria no sistema Formula, e/ou calor recebido, Formula, ambos por unidade de tempo, os levantamentos correspondem à saída de matéria, Formula, e/ou calor cedido, Formula, por unidade de tempo, os juros ou as comissões bancárias se traduzem numa produção Formula, ou consumo interno de calor Formula, por unidade de volume do sistema (Vsist), o balanço geral energético terá a forma representada na eq. 6 e ilustrado na fig.15. Os termos de produção e consumo, serão devidos, respectivamente, a reacções exotérmicas e endotérmicas que corresponde à fracção da energia interna apresentada na eq. 2 que não é contabilizada como energia térmica.

Fig 14. Balanço efectuado a uma conta bancária.
Fig 14. Balanço efectuado a uma conta bancária.

Fig 15. Ilustração da equação geral do princípio da conservação de energia
Fig 15. Ilustração da equação geral do princípio da conservação de energia

Formula
(6)

Em regime estacionário (ou permanente, como a transferência de calor em permutadores de calor), o termo de acumulação é nulo,  Formula, ao contrário do que sucede em regime transiente, no qual há variação temporal dos fluxos mássico ou térmico ou ainda da temperatura. Num sistema fechado, as energias associadas aos fluxos de entrada e de saída de matéria no sistema (Formula e Formula) são nulos.

Tanto os mecanismos de transferência de calor (condução e convecção), como o balanço energético têm semelhança com os mecanismos de transferência de massa e o balanço mássico que irão ser abordados na secção de “Transferência de massa”.

 

Bibliografia 

As referências bibliográficas e a bibliografia recomendada encontram-se no final da secção de Caso de Estudo.

 

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