Orientador: George Emanuel Avraam Matsas / Mestre

Estudamos o comportamento termodinâmico de um modelo de Ising numa rede cübica simples com interações competitivas entre primeiros e segundos vizinhos ao longo de uma das direções (modelo ANNNI). Para isto desenvolvemos uma nova aproximação de campo médio, incluindo flutuações de spins nos planos normais ao eixo de anisotropia do sistema. Construímos um diagrama de fases exibindo uma serie de fases moduladas e um ponto de Lifshitz. Concluímos que, em comparação com os resultados de campo media simples, o diagrama de fases obtido na nossa aproximação está mais perto do previsto por amostragens de Monte Carla e análises de séries de altas temperaturas. / We study the thermodynamic behavior of a layered Ising model in a simple cubic lattice with competing interaction between first and second neighbours along a single direction (ANNNI model). We develop a new mean field approximation which includes spin fluctuations in the planes perpendicular to the axis of anisotropy. We construct a phase-diagram which displays a succession of modulated phases and a Lifshitz point. We conclude that, in comparison with the simple mean-field results, the phase diagram obtained in the new approximation is closer to the predictions of the Monte Carlo simulations and the analysis of high temperature series expansions.

Estudamos o comportamento termodinâmico de um modelo de Ising numa rede cübica simples com interações competitivas entre primeiros e segundos vizinhos ao longo de uma das direções (modelo ANNNI). Para isto desenvolvemos uma nova aproximação de campo médio, incluindo flutuações de spins nos planos normais ao eixo de anisotropia do sistema. Construímos um diagrama de fases exibindo uma serie de fases moduladas e um ponto de Lifshitz. Concluímos que, em comparação com os resultados de campo media simples, o diagrama de fases obtido na nossa aproximação está mais perto do previsto por amostragens de Monte Carla e análises de séries de altas temperaturas. / We study the thermodynamic behavior of a layered Ising model in a simple cubic lattice with competing interaction between first and second neighbours along a single direction (ANNNI model). We develop a new mean field approximation which includes spin fluctuations in the planes perpendicular to the axis of anisotropy. We construct a phase-diagram which displays a succession of modulated phases and a Lifshitz point. We conclude that, in comparison with the simple mean-field results, the phase diagram obtained in the new approximation is closer to the predictions of the Monte Carlo simulations and the analysis of high temperature series expansions.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-31T16:21:29Z No. of bitstreams: 1 2016_FernandoBarbosaVitodaSilva.pdf: 1193970 bytes, checksum: f51171ee3b9339ef25e76bf8fb11d923 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-17T20:49:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_FernandoBarbosaVitodaSilva.pdf: 1193970 bytes, checksum: f51171ee3b9339ef25e76bf8fb11d923 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-17T20:49:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_FernandoBarbosaVitodaSilva.pdf: 1193970 bytes, checksum: f51171ee3b9339ef25e76bf8fb11d923 (MD5) / Desenvolvemos nesta tese dois modelos de fluido em rede com intuito de estudar as anomalias termodinâmicas e dinâmicas da água. Os modelos foram propostos com vista à simplificação de modelos já existentes, portanto, nosso trabalho principal foi demonstrar que um modelo com potencial que apresenta somente uma interação repulsiva entre primeiros vizinhos pode reproduzir as anomalias conhecidas da água. Realizamos simulações computacionais, utilizando o Método de Monte Carlo, com código do programa escrito em linguagem C, para estudarmos a dinâmica do modelo. Com isso fomos capazes de ver o comportamento anômalo na difusão, onde temos um aumento da difusão quando aumentamos a densidade do sistema. Esse tipo de comportamento é semelhante ao encontrado em outros modelos com outras formas de interação mais complexas. A termodinâmica foi estudada através de cálculos analíticos e, para tal, fizemos uso da técnica da matriz de transferência, que nos possibilitou encontrarmos as soluções exatas das funções de resposta, da densidade e da entropia do sistema. As funções respostas estudadas foram: a compressibilidade isotérmica e o coeficiente de expansão térmica, pois elas são as de maior interesse no estudo de fluidos. Todas as propriedades termodinâmicas apresentaram comportamento típico de água, tal comportamento é considerado anômalo quando comparado à de outros fluidos considerados normais. / We developed this thesis two models of fluid network aiming to study the thermodynamic and dynamic anomalies of water. The models have been proposed to simplify the existing models, therefore our main work was to demonstrate that with a potential model that only has a repulsive interaction between first neighbors can reproduce the known anomalies of water. We performed computer simulations using the Monte Carlo method, with program code written in C language, to study the dynamics of the model. Thus we were able to see the anomalous behavior in broadcasting, where we have increased the spread when we increase system density. This type of behavior is similar to that found in other models of other more complex forms of interaction. Thermodynamics was studied by analytical calculations and for that, we use the technique of the transfer matrix, which enabled us to find the exact solutions of the response functions, density and system entropy. The functions responses were: the isothermal compressibility and the thermal expansion coefficient, as they are the most interested in the fluid study. All thermodynamic properties exhibited behavior typical of water, such behavior is considered anomalous when compared to other fluids considered normal.

Orientador: Roger Josef Zem / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T10:12:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moussa_LucianaSaliba_M.pdf: 2751469 bytes, checksum: 89e9a89c7238faa8173b5e5fe18a25df (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia utilizando a análise energética e a análise exergética aplicadas em colunas de destilação e convergindo-as para um procedimento combinado, para uma redução do uso de energia mais prática e viável. A análise energética para colunas utiliza a separação reversível e a partir de um perfil descrevendo consumo/rejeição de energia na coluna. Ela preocupa-se com a eficiência global da coluna e permite propor metas de redução de consumo da coluna. A análise exergética computa as perdas exergéticas geradas pelas irreversibilidades na coluna, determina a sua eficiência energética com a identificação das seções termodinamicamente ineficientes, direcionando onde as modificações devem ser realizadas. Esta sistemática foi desenvolvida em várias etapas. Implementação dos perfis a aplicação de cada método em sistemas binários e multicomponentes. A análise comparativa entre o perfil reversível e perfil de perdas de exergia, com base nos resultados obtidos com a análise dos sistemas de separação. A proposta de eliminação dos conflitos que surgiram com o estudo de multicomponentes. As modificações como posicionamento da alimentação, condição térmica e viabilidades de utilizar trocadores térmicos foram utilizadas como parâmetros de otimização da coluna e comparação entre os métodos. Os estudos mostraram que a análise proposta por cada ferramenta para sistemas binários é similar, exceto para binários não-equimolares, onde o perfil de perdas de exergia direciona as modificações para a alocação de trocador intermediário de calor. Entretanto, para sistemas multicomponentes o perfil reversível apresenta varias configurações de temperatura-entalpia para serem analisadas, devido à simplificação em agrupar os componentes do sistema formando um pseudobinário. Contudo, dependendo do pseudobinário escolhido a proposta de modificação para coluna muda completamente. A escolha do pseudobinário adequado é dependente da comparação com o perfil quasereversível rigoroso, que computa a distribuição dos componentes não-chave ao longo da _coluna, eliminando assim os conflitos gerados, conforme os estudos realizados com um estudo com um sistema temário de separação. Portanto, para realizar uma avaliação exergética faz-se necessária inicialmente, a análise energética, com base no primeiro princípio. Deste modo, as análises da primeira e segunda lei são sim complementares, contribuindo para avaliação de sistemas de separação, para propostas de metas de redução de consumo numa coluna / Abstract: The aim of this work was to develop a procedure for reduction of energy requirement of distillation columns, by a combined energy-exergy analysis approach. In the energy analysis method, the reversible column profile is used to describe heat requirementlrejection along the column. Scope for the use of intermediate heat sources/sinks and reflux reduction can then be identified. In the exergy analysis method, the exergy losses due to stage irreversibilities are computes along the column, so that inefficient column sections can be readily identified. Both methods were implemented and applied to a set of binary and multicomponents systems. The comparison of the results obtained for each case showed that for binary c1ose-to-equimolar systems, both methods indicate the same column modifications. However, for systems with non-equimolar feed compositions, or more that two components, the profiles can easily indicate conflicting modifications, and the best option can be difficult to be identified. Both methods showed to be an interesting and efficient tool to analyze energy efficiency of distillation column. However, while the exergy approach uses a real column for analysis, the reversible profile approach is based on the ideal column concept, and for multicomponents systems the additional consideration of a binary component pair is required. This turns this method very sensitive to the choice of key-components. A method for choice of optimal key-components is proposed, but it requires the calculation of a full rigorous near-reversible profile / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Aecio Pereira Chagas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:46:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rolim_GeraldoLeite_D.pdf: 2345003 bytes, checksum: 1f526cf74952b17413f5b043a4b13fd9 (MD5) Previous issue date: 1992 / Doutorado

Orientador : Aecio Pereira Chagas / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:30:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Volpe_PedroLuizOnofrio_D.pdf: 4634114 bytes, checksum: 683272634a91b79fa8f16e3c4e4bdb12 (MD5) Previous issue date: 1978 / Doutorado

Orientador: George Emanuel Avram Matsas / Banca: Silvio Roberto de Azevedo Salinas / Banca: Patricio Anibal Letelier Sotomayor / Resumo: A proposta deste trabalho é investigar a validade da segunda lei generalizada da termodinâmica de buracos negros para um buraco negro de Schwarzschild por meio de experimentos mentais. Primeiramente, faremos uma breve revisão sobre termodinâmica de buracos negros. O conceito da segunda lei generalizada é estabelecido e os principais experimentos mentais são revistos. Em seguida, propomos um novo teste à segunda lei generalizada utilizando a mesma estratégia dos experimentos mentais. Veremos que a segunda lei generalizada é consistente com este novo teste. / Abstract: The proposal of this work is to investigate the validity of the generalized second law of black hole thermodynamics for Schwarzschild black hole by means of gedankenexperiments. Firstly, we make a brief review about black hole thermo-dynamics. The notion of generalized second law is established and the essential gedankenexperiments are reviewed. Afterwards, we propose a new test for generalized second law using the same strategy of gedankenexperiments. We see that the generalized second law is consistent with this new test as well. / Mestre

No presente trabalho estuda-se o controle da temperatura de dispositivos eletrônicos, dispostos em placas horizontais, utilizando o método de calor latente, em conjunto com a técnica de controle passivo, usando um material de mudanca de fase, n-eicosana, no estado sólido-líquido, como capacitor térmico. O problema no material de mudanca de fase é formulado, supondo que o processo de transferência de calor seja controlado unicamente por condução. A equação de energia é escrita na forma entálpica, evitando a não linearidade causada pela movimentação da fronteira. A equação é válida para as regiões: sólida, de mudança de fase e líquida. A solução do problema é obtida por método numérico, utilizando a técnica de volume de controle, aplicada à equação da energia na forma entálpica. Os coeficientes da equação são funções tanto da posição quanto da temperatura, de forma que o método de solução é itewrativo. O problema do material de mudança de fase é acoplado a um balanço de energia no fluido de transporte, onde o sistema de coordenadas do fluido acompanha o mesmo, existindo portanto uma relação entre as coordenadas espacial e temporal. O problema é adimensionalizado e os resultados são analisados através dos seguites parâmetros: efetividade, NTU, temperatura da parede superior, fluxo de calor na parede inferior, temperatura da parede inferior, temperatura do fluido, massa solidificada, massa liquefeita em mudança de fase liquefeita. A simulação numérica com variação da potência dissipada dos dispositivos eletrônicos, é estudada tanto para regime de escoamento laminar no fluido quanto para regime turbulanto. Além disso, paralelamente, é apresentado uma análise, onde é discutido qual fluido de transporte é mais adequado.

Orientador: Saul Gonçalves D'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-09-11T20:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Krahenbuhl_MariaAlvina_M.pdf: 3725977 bytes, checksum: 38538289dacd93804946d945b2946e7c (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Neste trabalho são discutidos três aspectos do tratamento termodinâmico de dados de Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV), que compõem a base da metodologia da determinação experimental de dados P-T-x-y para aplicação em projeto e simulação de processos: (1) Teste de Consistência Termodinâmica através da integração da Equação da Coexistência enfatizando os sistemas tendo ácido carboxílico; (2) Determinação experimental do ELV num ebuliômetro de recirculação, focalizando as misturas etanol-água e água-ácido acético na faixa de 19,998 a 133,322 kPa (150 à 1000 mmHg), preenchendo lacunas existentes, na literatura; (3) Correlação dos dados P-T-x-y usando seis modelos de coeficientes de atividade da fase líquida. / Abstract: This work discusses three aspects of the thermodynamic treatment of Vapor-Liquid Equilibria (VLE) data, which forms the core of the methodology of the experimental determination of P-T-x-y data for process design purpose:(1)thermodynamic Consistency Test by means of the integration of the Coexistence Equation, with special emphasis on systems containing carboxylic acid; (2) Experimental determination of VLE in a circulatin still apparatus,1 focusing the mixtures ethanol-water and water-acetic acid in the range 19,998 to 133,322 kPa (150 to 1000 mmHg), filling the existing gap in the literature; (3) Correlation of P-T-x-y data using six liquid-phase activity coefficients models. / Mestrado / Mestre em Engenharia Química