Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2016-06-08T17:53:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_thiagobomfim_oficial.pdf: 806135 bytes, checksum: 88b48881bfce1af4e8b3e258f4ef7640 (MD5) / Approved for entry into archive by Alda Lima da Silva (sivalda@ufba.br) on 2016-06-13T17:35:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_thiagobomfim_oficial.pdf: 806135 bytes, checksum: 88b48881bfce1af4e8b3e258f4ef7640 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T17:35:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_thiagobomfim_oficial.pdf: 806135 bytes, checksum: 88b48881bfce1af4e8b3e258f4ef7640 (MD5) / O presente trabalho tem com objetivo descrever as propriedades ergódicas e de estabilidade dos estados de equilíbrio de uma grande classe de transformações não uniformemente expansoras, onde partição de Markov não e assumida. Estudamos aplicações n~ao singulares (difeomorfismos locais, eventualmente, homeomorfismos locais) que apresentam preval^encia de expans~ao: a variedade compacta que e o dom nio da aplica c~ao possui uma regi~ao onde a derivada da aplicação pode até mesmo possuir direções contrativas, mas a expansão em outras regiões e a transitividade do sistema permitem dar conta dos efeitos da regi~ao onde falha a expansão. Provamos que para certos potenciais com variação baixa existe um único estado de equilíbrio, tal estado de equilíbrio tem decaimento exponencial de correlações,satisfaz o teorema central do limite e e uma medida exata; além disso, para essa classe de dinâmicas e potenciais obtemos resultados de estabilidade estatística forte e estabilidade espectral. Todo o trabalho foi baseado num artigo de Castro e Varandas [CV10].

Resumo: Este trabalho tem como objetivo principal a modelagem termodinâmica de equilíbrio de fases dos sistemas associativos CO2(1) + metanol/etanol/pentanol/hexanol(2) com as equações de estado cúbicas de Peng-Robinson com regra de mistura quadrática de van der Waals (PR-vdW2), Peng-Robinson com regra de mistura de Wong-Sandler (PRWS) e Soave-Redlich-Kwong Preditivo (PSRK). Para o cálculo do equilíbrio de fases dos sistemas de interesse foi desenvolvido um algoritmo estocástico baseado na teoria da distância ao plano tangente, o qual fornece uma estimativa inicial consistente e de alta convergência para o cálculo dos pontos de saturação. Este trabalho apresenta também dados de equilíbrio líquido-vapor (ELV), equilíbrio líquido-líquido (ELL) e equilíbrio líquido-líquido-vapor (ELLV) medidos para os sistemas CO2(1) + pentanol(2) e CO2(1) + hexanol(2). Os experimentos foram realizados em uma célula de equilíbrio de fases de volume variável em uma faixa de temperaturas de 303,15 K e 373,15K e pressão até 26MPa. Para os sistemas medidos, foram observadas transições líquidovapor (LV), líquido-líquido (LL) e líquido-líquido-vapor (LLV) para o sistemas CO2(1) + hexanol(2) e somente transições LV para o sistema CO2(1) + pentanol(2). De acordo com os resultados obtidos, pode-se observar que os dados experimentais foram modelados com sucesso quando utilizada a estimativa inicial prevista pelo algoritmo de inicialização desenvolvido. A utilização deste algoritmo auxiliou os modelos a preverem a região de equilíbrio líquido-líquido (ELL) existente a baixas temperaturas (298,15K e 303,15K) do sistema CO2(1) + hexanol(2). Os dados experimentais dos sistemas CO2 + álcoois foram satisfatoriamente modelados usando PR-vdW2, PR-WS e PSRK, sendo que o modelo termodinâmico PR-WS foi o que melhor correlacionou os dados experimentais dos sistemas.

Despite the fact that metamafic rocks form one of the best studied groups of metamorphic rocks, there are still aspects of their metamorphism that are not well understood. Traditionally, studies in metamorphic petrology assume that, at peak conditions, rocks attained chemical equilibrium at a scale comparable with a thin section or hand-sample, but this may not be the case when there is little access of fluid or melt. Another important aspect is the ability of petrologists to model metamorphic processes, which depends critically on information such as thermodynamic data of relevant mineral phases. In this thesis, these different aspects of metamorphism are accessed along four separate contributions. First, the most recent set of activity-composition models available for mafic rocks is evaluated through a series of pseudosections for rocks for which there are independent thermobarometric data. The comparison between the phase diagrams and the independent data shows that, although successful some cases, these activity-composition models are not suitable to rocks predicted to be unsaturated in SiO2, as, in these cases, the stability fields of diopside and hornblende are overestimated; additionally the stability field of garnet is underestimatedin all cases. In the second contribution, a suite of metagabbros from Mantiqueira Complex (SE Brazil), with different degrees of hydration/reequilibration, are analyzed using petrography, mineral chemistry and thermodynamic modelling. Thermodynamic modelling shows that the presence of garnet in partially reequilibrated rocks is linked to low quantities of H2O, showing its importance as a system component, in addition to its kinetic role. On the other hand, features such as mineral zoning and pseudomorphic replacements are linked to the relative mobility of the different cations, specially the low mobility of Al. Even the most hydrated samples still show inherited local equilibrium features. The third and fourth contributions deal with the retroeclogites of São Sebastião do Paraíso (SE Brazil): in the third, through a combination of thermodynamic modelling and Zr-in-rutile and Ti-in-quartz thermobarometers, the P-T path of these rocks is constrained to a maximum T of ?730 °C and maximum P between ?16 and ?19 kbar, along a clockwise path. The conditions are compatible with a collisional tectonic setting. In the fourth contribution the textural and mineralogical evolution of the retroeglogites is investigated through petrography, mineral chemistry and thermodynamic modelling. From the least to the most hydrated/reequilibrated rocks, reaction textures become diffuse and mineral compositions tend to converge towards predicted compositions, although not actually reaching them, what can be ascribed to the persistence of inherited features, such as the presence of garnet. As in the second contribution, the low mobility of Al is one of the controlling factors in texture development, along with the high mobility of Na. The picture of metamorphism of mafic rocks that emerge from this work is one of an irregular process, where local equilibrium features perisist even after full hydration. Moreover, there are issues with the data used to model metamorphic processes. Nonetheless, if thermodynamic modelling is used cautiously and in combination with other methods, meaningful results can be obtained. / Apesar do fato de que as rochas metamáficas são um dos grupos de rochas mais bem estudados, ainda existem aspectos do seu metamorfismo que não são completamente entendidos. Tradicionalmente, estudos em petrologia metamórfica assumem que, no pico metamórfico, as rochas atigiram o equilíbrio químico, numa escala comparável a uma seção delgada ou amostra de mão, mas esse pode não ser o caso quando não há acesso de fuido ou de fundido. Outro aspecto importante do metamorfismo é a habilidade dos petrólogos de modelar os processos metamórficos, a qual depende criticamente de informações tais como dados termodinâmicos das fases minerais relevantes. Nessa tese, esses diferentes aspectos do metamorfismo são abordados em quatro diferentes contribuições. Primeiro, o mais recente conjunto de modelos de atividade-composição disponíveis para rochas máficas é avaliado através de uma série de pseudosseções para rochas para as quais existem dados termobarométricos independentes. A comparação entre os diagramas de fase e os dados independentes mostra que, apesar de terem sucesso em alguns casos, os modelos de atividade- composição não são adequados para rochas que de acordo com o modelamento termodinâmico, serão insaturadas em SiO2, pois, nesses casos, os campos de estabilidade clinopiroxênio e hornblenda são superestimados; adicionalmente o campo de estabilidade da granada é subestimado em todos os casos. Na segunda contribuição, uma suíte de metagabros do Complexo Mantiqueira (SE Brasil), com diferentes graus de hidratação/reequilíbrio, são analisados através de petrografia, química mineral, e modelamento termodinâmico. O modelamento mostra que a presença de granada em rochas parcialmente reequilibradas está ligada a baixas quantidades de H2O, mostrando sua importância como um componente, além do seu papel cinético. Por outro lado, características tais como zonamentos minerais e pseudomorfismo estão ligados às mobilidades relativas dos diferentes cátions, especialmente a baixa mobilidade do Al. Mesmo as amostras mais hidratadas exibem feições de equilíbrio local herdadas. A terceira e a quarta contribuições tratam dos retroeclogitos de São Sebastião do Paraíso (SE Brasil): na primeira, através de uma combinação de modelamento termodinâmico com os termobarômetros Zr-em-rutilo e Ti-em-quartzo, a trajetória P-T dessas rochas foi restrita a uma temperatura máxima de ?730 °C e pressão máxima entre ?16 e ?19 kbar numa trajetória horária. As condições são compatíveis com um cenário colisional. Na quarta contribuição é investigada a evolução textural e mineralógica dos retroeclogitos, através de petrografia, química mineral e modelamento termodinâmico. Das rochas menos hidratadas/reequilibradas para as mais hidratadas/reequilibradas as texturas de reação se tornam mais difusas e composições minerais tendem a convergir para as composições previstas, apesar de nunca de fato atingi-las, o que pode ser atribuído à persistência de feições herdadas, tais como a presença de granada. Tal como na segunda contribuição, a baixa mobilidade do Al é um dos fatores que controlam a evolução textural, juntamente com a alta mobilidade do Na. O quadro do metamorfismo de rochas máficas que emerge desse trabalho é o de um processo irregular, no qual feições de equilíbrio local persistem mesmo após completa hidratação. Além disso, há problemas com os dados usados para modelar os processos metamórficos. Não obstante, se o modelamento termodinâmico é utilizado de forma cautelosa e combinado com outros métodos, resultados significativos podem ser obtidos.

Submitted by Santos Davilene (davilenes@ufba.br) on 2017-05-30T21:08:54Z No. of bitstreams: 1 TeseTeófiloFinal.pdf: 780438 bytes, checksum: cec1bf11e3e7bbe394bc531df3852134 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-01T12:03:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseTeófiloFinal.pdf: 780438 bytes, checksum: cec1bf11e3e7bbe394bc531df3852134 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T12:03:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseTeófiloFinal.pdf: 780438 bytes, checksum: cec1bf11e3e7bbe394bc531df3852134 (MD5) / Mostramos a existência e unicidade de medida de máxima entropia, para difeomorfismos parcialmente hiperbólicos semi-conjugados a uma classe de aplicações não uniformemente expansoras. Bem como provamos a estabilidade estatística do sistema. E principalmente obtemos propriedades estatísticas para tal medida. Mais precisamente, usando a teoria de métricas projetivas em cones, provamos o decaimento exponencial de correlações para observáveis Holder contínuos e o teorema do limite central para a medida de máxima entropia. Além disso, utilizamos tais técnicas para obter resultados análogos no contexto de sistemas parcialmente hiperbólicos derivados de Anosov.

Orientador: Bruto Max Pimentel Escobar / Banca: Julio Marny Hoff da Silva / Banca: Fabrício Augusto Barone Rangel / Banca: Abraham Hirsz Zimerman / Banca: Fernando Tadeu Caldeira Brandt / Resumo: Este trabalho tem como objetivo explorar a dinâmica quântica de interação entre partículas escalares e vetoriais e estudar o equilíbrio termodinâmico dessas partículas no ensemble gran-canônico. A dinâmica de interação, escrita em uma linguagem covariante entre o campo de matéria (escalar) e o campo intermediador de interação (vetorial), apresenta uma simetria de calibre local, U(1) no caso quântico e SO(4) no equilíbrio termodinâmico. Sendo assim dividimos o trabalho em dois setores. No primeiro setor analisamos sistematicamente a interação quântica entre partículas escalares (mésons) e partículas vetoriais (fótons) no contexto da eletrodinâmica quântica escalar generalizada de Duffin-Kemmer-Petiau (GSDKP). Para isso quantizamos a teoria, utilizando uma abordagem funcional. Construímos a estrutura Hamiltoniana do sistema seguindo a metodologia de Dirac, o procedimento de Faddeev-Senjanovic para obter a amplitude de transição no calibre de Coulomb generalizado e o método de Faddeev-Popov-DeWitt para escrever a amplitude de transição anterior de maneira covariante na condição de calibre no-mixing. Daí, escrevendo o funcional gerador via Schwinger, as equações de Schwinger-Dyson (SD) e as identidades de Ward-Takahashi (WT) são obtidas. Como introdução à análise das correções radiativas, fizemos um cálculo quantitativo para ver os tipos de divergências superficiais (ultravioleta) que poderiam aparecer na teoria. Depois apresentamos um cálculo explícito das primeiras correções radiativas (1-laço) associadas ao propagador do fóton, propagador do méson, vértice e, estudamos a função de 4 pontos (fóton-fóton) utilizando o método de regularização dimensional, em que a simetria de calibre é manifesta. Como veremos, uma consequência do estudo é que a álgebra de DKP assegura o funcionamento das identidades de WT nas primeiras correções radiativas... / Abstract: This work has as aim to explore the quantum dynamics of interaction between scalar and vectorial particles and to study the thermodynamic equilibrium of these particles in the gran-canonical ensemble. The dynamics of interaction, written in a covariance language, between the matter field (scalar) and the field that intermediate the interaction (vectorial) exhibit a local gauge symmetry, U(1) in a quantum case and SO(4) in a thermodynamic equilibrium. Therefore we divided the work into two sections. In the first section we analyze systematically the quantum interaction between the scalar particles (mesons) and vectorial particles (photons) in the context of the generalized scalar Duffin-Kemmer-Petiau quantum electrodynamics (GSDKP). For this we use the functional approach to quantize the theory. We built the hamiltonian structure by the Dirac methodology, utilize the Faddeev-Senjanovic procedure to obtain the transition amplitude in the generalized Coulomb gauge and the Faadeev-Popov-DeWitt method to write the covariant form of the previously amplitude in the no-mixing gauge condition. Then writing the functional generator by Schwinger, the Schwinger-Dyson (SD) equations and the Ward-Takahashi (WT) identities are obtained. As an introductory analysis to the first radiative corrections we make a quantitative calculus to see the types of ultraviolet (UV) superficial divergences that appear in the theory. After this we show an explicit calculation of the first radiative corrections (1-loop) associated with the photon propagator, meson propagator, vertex and the 4 point function (photon-photon) utilizing the dimensional regularization method, where the gauge symmetry is manifest. As we will see one of the consequences of the study is that the DKP algebra ensures the functioning of the WT identities in the first radiative corrections prohibiting certain UV divergences. With the knowledge of the UV divergen... / Doutor

Submitted by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-06-04T20:39:34Z No. of bitstreams: 1 TESE Eveline Haiana Costa de Oliveira.pdf: 4822609 bytes, checksum: ac890eb7e64b907c3f774f795f564029 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-04T20:39:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE Eveline Haiana Costa de Oliveira.pdf: 4822609 bytes, checksum: ac890eb7e64b907c3f774f795f564029 (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Os efluentes provenientes da indústria têxtil não devem ser descartados diretamente nos corpos de água sem um tratamento adequado. Entretanto, a remediação desses efluentes não é simples, e o desafio consiste em encontrar um tratamento seguro, economicamente viável, adequado e sustentável.Neste trabalho foi avaliado o potencial de adsorção de corantes têxteis em nanomateriais de grafite. Foi realizada a adsorção dos corantes Drimarem Azul Marinho CL-R p (DA), Vermelho Direto 80 (VD), Chrysophenine (CH) e Eosina Amarela (EA) em nanofolhas de grafeno comercial xGnP® - NG. Foi sintetizado um óxido de grafeno (GO) e a partir dele um óxido de grafeno reduzido (RGO). As NG foram caracterizadas por intermédio do pHPCZ, espectroscopia Raman, difração de Raios-X, Microscopia eletrônica de Transmissão (TEM), Microscopia de Força Atômica (AFM) e área superficial específica. A influência da quantidade de massa do adsorvente, da concentração da solução e do tempo de agitação do processo sobre a capacidade de remoção do sistema foi estudada por meio de um planejamento experimental. Obtiveram-se como valores otimizados 0,01 g, 100 mg.L-1 e 2h para os corantes DA, VD e EA, e 0,01 g, 50 mg.L-1 e 2h para o corante CH. O estudo da adsorção ao longo do tempo foi avaliado por intermédio de dois modelos cinéticos: o de pseudoprimeira ordem (PPO) e o de pseudossegunda ordem (PSO). O modelo PSO foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais para todos os corantes avaliados, apresentando as seguintes constantes cinéticas: 0.008492 s-1 para DA; 0.0165 s-1 para VD; 0.04583 s-1 para CH; e 0.00172 s-1 para EA. Além disso, o equilíbrio de adsorção foi analisado utilizando-se o modelo de isotermas de BET. Os dados do corante DA ajustaram-se melhor ao modelo de BET tipo IV, apresentando uma capacidade de adsorção na monocamada de 17,7 mg.g-1. Já para os corantes VD, CH e EA foram ajustados por BET Tipo II, com os seguintes valores para a capacidade máxima de adsorção na monocamada: 26 mg.g-1 para o corante VD, de 19 mg.g-1 para o corante CH e 66 mg.g-1 para o corante EA, todos em temperatura de 26 ºC. Foi realizado um estudo de equilíbrio termodinâmico, e o valor negativo da entalpia sugere que o processo foi de natureza exotérmica para todos os corantes avaliados. Além disso, os dados de entropia mostraram a ocorrência de uma diminuição da desordem na interface sólido-solução durante a adsorção no sistema. Com isso, os valores negativos da energia livre de Gibbs indicam que o processo de adsorção em NG para os corantes avaliados é espontâneo e que tende a ser mais favorável à medida que a temperatura diminui. As NG utilizadas foram reutilizadas para a realização de novos ensaios de equilíbrio com o corante DA por quarto ciclos de utilização. O GO e o RGO sintetizados foram avaliados como adsorventes para o corante DA, obtendo-se para o GO na monocamada q = 13,4 mg.g-1 e para o RGO q = 23,4 mg.g-1. Os resultados mostraram a aplicabilidade do material estudado. / Effluents from the textile industry must not be disposed of directly in water bodies without adequate treatment. They can cause a variety of damages to the environment, in addition to causing risks to human health due to the toxicity of their components. However, the solution is not simple; the challenge is to find a safe, economically viable and appropriate treatment. In this work the potential of textile dyes adsorption onto graphite nanomaterials was evaluated, by the adsorption of the following dyes: Drimarem Dark Blue CL-R (DA), Direct Red 80 (VD), Chrysophenine (CH) and Eosin Yellow (EA) dyes onto xGnP® (NG) commercial graphene nanosheets. A graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (RGO) was synthesized from graphite. The NG were characterized by means of pHPCZ, Raman microscopy, X-ray diffraction, Transmission Electron Microscopy (TEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and specific surface area. The influence of the mass of the adsorbent, the dye concentration in the solution and the agitation time were studied, by means of an experimental planning, to obtain the optimum removal capacity of the system. The optimized results were 0.01 g, 100 mg.L-1 and 2h for the dyes DA, VD and EA, and 0.01g, 50 mg.L-1 and 2h for the dye CH. The study of adsorption over the time was evaluated through two kinetic models: pseudo first order and pseudo second order. The PSO model was the best fit for the experimental data for all evaluated dyes, with the following kinetic constants: 0.008492 s-1 for DA; 0.0165 s-1 for RV; 0.04583 s-1 for CH; and 0.00172 s-1 for EA. In addition, the adsorption equilibrium was analyzed using the BET isotherm model. The data for the DA dye were better fitted to the BET type IV model, with a monolayer adsorption capacity of 17.7 mg.g-1. VD, CH and EA dyes were adjusted by BET Type II, with the following values for the maximum adsorption capacity in the monolayer: 26 mg.g-1 for the RV dye, 19 mg.g-1 for the dye CH, and 66 mg.g-1 for the EA dye, all at a temperature of 26 °C. A thermodynamic equilibrium study was performed, and the negative enthalpy value suggests that the process was exothermic for all dyes evaluated. In addition, the entropy data showed the occurrence of a decrease in the solid-solution interface disorder during adsorption. Thus, the negative values of Gibbs free energy indicate that the adsorption process in NG for the dyes evaluated is spontaneous and tends to be more favorable as the temperature decreases. The NG were reused for new equilibrium assays for fourth cycle. The GO and the RGO synthesized were evaluated as adsorbents for the DA dye, obtaining for the GO in the monolayer q = 13.4 mg.g-1 and for the RGO q = 23.4 mg.g-1. The results showed the applicability of the studied material.

Certos ambientes subterrâneos da Terra possuem acumulados, naturalmente, compostos de radionuclídeos de longa vida, como 238U, 232Th 40K, próximo à presença de água líquida. O mesmo é esperado que aconteça em corpos planetários, no Sistema Solar, que possua quantidades apreciáveis de água. Nestes ambientes radioativos naturais, a radiólise da água produz espécies químicas e desequilíbrios químicos importantes para a vida. Apesar da proposta do decaimento radioativo como fonte alternativa de energia para sistemas vivos existir há mais de trinta anos, isto se mostrou realmente concreto após descoberta de um ecossistema peculiar cuja sobrevivência é dependente de espécies químicas produzidas por radiólise aquosa. Neste trabalho, avaliamos e quantificamos os desequilíbrios químicos gerados localmente pela radiólise aquosa e a possível contribuição destes para a emergência da vida, tendo como referência os estudos em ambientes de fontes hidrotermais alcalinas, consideradas promissores ambientes para esse evento. Também foram avaliados seus efeitos na habitabilidade de possíveis ambientes análogos na lua gelada Europa. Procuramos quantificar a diversidade química formada nessas condições e a associar aos desequilíbrios parâmetros termodinâmicos. As estimativas realizadas para ambientes radioativos na Terra primitiva apontaram para a similaridade entre o desequilíbrio causado por radiólise aquosa e o encontrado em fontes hidrotermais alcalinas. Confirmando e detalhando a análise preliminar que motivou o trabalho. Não obstante, considerando Europa, chegamos a valores de densidade de células do extremófilo Candidatus Desulforudis audaxviator que sobreviveriam em um conjunto de candidatos a análogos geológicos de possível ambiente radioativo na lua gelada. A partir deste estudo pudemos analisar o potencial para a emergência da vida e de protometabolismos nestes ambientes radioativos naturais na Terra primitiva, bem como levantar parâmetros mensuráveis para futuras missões espaciais que buscam vida ou habitabilidade em Europa. / Certain subterranean environments of the Earth has naturally accumulated compounds of longlived radionuclides, such as 238U, 232Th 40K, near the presence of liquid water. The same is estimated in wet planetary bodies in the Solar System. In these natural radioactive environments, water radiolysis produces chemical species and chemical disequilibria, which are important for life. Although the proposal of radioactive decay as an alternative source of energy for deep biospheres has existed for more than thirty years, this proved to be really feasible after the discovery of a peculiar ecosystem whose survivor is dependent on chemical species produced by water radiolysis. In this work, we evaluate and quantify the chemical disequilibria generated locally by water radiolysis and the possible contribution of these to the emergence of life, having as reference the studies alkaline hydrothermal vents, which is considered highly promising environment for this event. It is also evaluated their effects on the habitability of possible analogous environments on the Jupiter icy moon Europa. It was aimed to quantify the chemical diversity formed under these conditions and to calculate disequilibria using thermodynamic parameters. The estimates made for natural radioactive environments in early Earth pointed to the similarity between the disequilibrium caused by water radiolysis and those found in alkaline hydrothermal vents. What confirms and details the preliminary analysis that motivated this work. In addition, it was calculated values for cell density of the Candidatus Desulforudis audaxviator extremophile, that would survive in Europa comparable to the in situ analysis of some terrestrial radioactive environments, using a set of possible scenarios for possible local natural radioactive environments. From this study, we were able to analyze the potential for the emergence of life and protometabolisms in these natural radioactive environments in early Earth, as well as to provide measurable parameters for future space missions that seek for life or habitability in Europa.

Nesse trabalho, a equação de estado PC-SAFT é combinada com um método de contribuição de grupos (GC) para estimação dos seus parâmetros. Para tanto, foram utilizados dados experimentais dos componentes puros (pressão de vapor e volume específico do líquido) e em mistura (equilíbrio líquido-vapor - VLE e coeficiente de atividade em diluição infinita - IDAC). Através de uma análise de sensibilidade, verificou-se que o parâmetro volume de associação poderia ser mantido constante, reduzindo o número de parâmetros a serem estimados. O objetivo principal foi estudar misturas que apresentassem associação cruzada ou forte interação entre os compostos. Com os parâmetros estimados, avaliou-se o desempenho do modelo GC-PC-SAFT no cálculo de propriedades de n-alcanos, 1-álcoois, aminas, clorofórmio e acetona. Os desvios médios obtidos no cálculo do equilíbrio líquido-vapor (VLE), entre as diferentes misturas estudadas, mostraram que a estratégia adotada para a estimação do parâmetro energia de associação apresentou bons resultados, com desvios relativamente baixos para a maioria dos casos estudados. Para IDAC, as predições foram muito semelhantes àquelas obtidas por outros modelos. Os resultados de VLE são importantes, pois fornecem informações sobre as concentrações intermediárias de uma mistura, enquanto que o IDAC fornece uma medida eficiente do grau de não-idealidade da mistura. Essas propriedades foram escolhidas com o objetivo de conseguir uma melhor representação das misturas, buscando eliminar a necessidade de parâmetros de interação binária. Os resultados obtidos revelam que o modelo GC-PC-SAFT proposto pode ser utilizado para predizer o equilíbrio líquido-vapor com uma precisão satisfatória para sistemas binários entre os diferentes compostos estudados, sem nenhum parâmetro de interação binária. / In this work, the PC-SAFT EoS is combined with a group contribution method (GC) for parameter estimation. To achieve this, experimental data for pure components (vapor pressure and liquid volume) and mixtures (vapor-liquid equilibria - VLE and infinite dilution activity coefficient -IDAC) has been used. Through sensitivity analysis, it has been found that the association volume parameter could be set constant, thus reducing the amount of parameters that needed to be estimated. The aim of this work was to study mixtures that presented cross association or strong component interaction. With the estimated parameters, GC-PC-SAFT performance in properties calculation of n-alkanes, 1-alcohols, amines, chloroform and ketone has been evaluated. The average deviations obtained in the calculation of vapor-liquid equilibria (VLE), in the different mixtures considered, have shown that the strategy for association energy parameter estimation has presented good results, with relatively low deviations for most of the cases. For IDAC, the predictions presented very similar results to those obtained by other models. VLE results are important because they provide information about mixtures’ intermediary concentrations, whereas IDAC offers an efficient measure of mixtures’ degree of non-ideality. These properties have been chosen with the aim of getting a better representation of the mixtures, seeking to eliminate the need for binary interaction parameters. The obtained results show that GC-PC-SAFT can be used to predict vapor-liquid equilibria for binary systems among the different studied components with satisfactory accuracy with no binary interaction parameter.

O desenvolvimento desta tese teve como propósito implementar uma ferramenta numérica para simulação, estudos e análise do acoplamento térmico em sistemas trocadores de calor. Avaliação dos parâmetros é aplicável para processos de aquecimento, arrefecimento ou resfriamento de fluidos em dutos de equipamentos termofluido-mecânicos. Nas superfícies destes dutos ocorre o acoplamento da condução com a radiação, convecção externa e interna. A condução estudada é 2-D, na direção axial e na seção transversal do duto com paredes consideradas de espessura fina. O modelo da convecção interna utiliza formulações e métodos de solução para a condição de temperaturas não-impostas no perímetro da seção transversal de dutos retangulares com escoamento laminar e desenvolvido. Os coeficientes locais de convecção interna são obtidos pelo cálculo de derivadas, após obtenção do campo de temperatura 3-D do fluido. A convecção externa é modelada utilizando correlações estabelecidas na literatura para obter o número de Nusselt e o coeficiente de convecção externa. O estudo da radiação consiste basicamente na obtenção das equações integrais de radiosidade na banda de interesse do espectro eletromagnético. Portanto, o modelo contempla o acoplamento 3-D de modos múltiplos da transferência de calor em dutos retangulares com escoamento laminar e viscoso. A camada limite hidrodinâmica e térmica são completamente desenvolvidas. Um modelo físico-matemático e computacional é elaborado para representar o dispositivo proposto e analisar a interação entre os modos da transferência de calor. Nas paredes do duto são realizados os balanços de energia, surgindo as relações de dependência destes modos entre si. O acoplamento das equações diferenciais da condução, radiação, convecção interna e externa ocorre nestes balanços térmicos, em cada uma das paredes, gerando um sistema de equações não-lineares. Além das equações para o balanço de energia, as equações de conservação da massa, quantidade de movimento e energia governando o escoamento são discretizadas pelo método de diferenças finitas e, obtém-se a partir destas, resultados numéricos que correspondem aos campos de velocidade e temperatura. A representação do domínio computacional é feita por malhas estruturadas. A solução é obtida para a condição de regime permanente. O efeito da dissipação viscosa na equação da energia é contabilizado, onde se confirma sua importância quando comparando soluções para Nu=f (Z*) com e sem termos viscosos na referida equação. Convergência e estabilidade da solução são demonstradas utilizando a malha com número adequado de nós (pontos) e queda dos resíduos numéricos em pelo menos cinco ordens de grandeza. Para o escoamento interno (ar, água ou óleo) e material das paredes em aço inox, aço-carbono, alumínio ou cobre, são avaliados na direção axial do duto, dentre outros, o coeficiente de convecção (h), o número de Nusselt (Nu) e os gradientes de temperatura (média global e média das paredes), além do campo 3-D de temperatura e da geração de entropia. A metodologia proposta é validada com base na termodinâmica e princípios de conservação da energia no acoplamento entre os vários modos da transferência de calor nas paredes do duto. Esta validação é amparada também por meio da comparação dos resultados com a literatura, bem como apresentando analises baseadas no significado físico dos parâmetros obtidos.

Em diversas aplicações de alto desempenho, é necessário conhecer o efeito da variação da temperatura no funcionamento do circuito eletrônico e de seus dispositivos. Apesar de modificar enormemente o desempenho e característica, a influência da temperatura no comportamento dos dispositivos semicondutores não é satisfatoriamente modelada nos simuladores "SPICE-Like". Os componentes que operam com tecnologia MOS são os mais empregados na atualidade, e desta forma, é de grande relevância o modelamento térmico destes dispositivos e sua integração com o modelo elétrico já presente nos simuladores eletrônicos. Esta tese apresenta preliminarmente, um estudo térmico dos dispositivos MOS com a conseqüente geração de um modelo que possa ser acoplado ao modelo elétrico. Também é apresentada uma técnica de extração dos parâmetros do modelo, tendo como referência os dados no manual do próprio dispositivo. Finalmente, é apresentado o acoplamento entre os modelos elétrico e térmico através de um exemplo de simulação.