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Planificação modular · 10952

Termodinâmica aplicada à máquina frigorífica

Curso: Técnico/a de Refrigeração e Climatização Carga: 50h Créditos: 4.5 Tempos: 60 × 50 min Sessões: 17
Proposta de distribuição para tempos letivos de 50 minutos (50h ≈ 60 tempos). Ajuste a blocos de 45 ou 90 minutos e ao calendário da sua escola; os conteúdos seguem os materiais da UC e os objetivos o referencial oficial, a sequência é uma sugestão.

Planificação sessão a sessão

AulaTemposSessãoConteúdosObjetivos (referencial)Recursos AulifyAvaliação
12Apresentação da unidadeApresentação da unidade de competência, dos conteúdos e dos critérios de avaliação. Diagnóstico inicial.🎨 SlidesDiagnóstica.
26Grandezas, unidades e conversõesForça e pressão: o que o manómetro mede. Pressão absoluta, relativa e depressão. Temperatura, energia e potência. Unidades SI e prefixos. Unidades de pressão usadas na oficina. Energia, calor e potência frigorífica. Conversão de unidades pelo método do fator igual a 1.Reconhecer os conceitos e as unidades SI de força, pressão, temperatura e energia.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
35Matéria, pressão e temperaturaEstados da matéria e mudanças de estado. Pressão vista ao nível das moléculas. Pressão de saturação: o manómetro como termómetro. Temperatura microscópica e macroscópica. Escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. As seis temperaturas de uma máquina e como as medir.Reconhecer os conceitos e as unidades SI de força, pressão, temperatura e energia.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
45Calor, transferência de calor e calorimetriaCalor: energia em trânsito. Transferência de calor com e sem mudança de fase. Calor sensível e calor latente. Exemplos: calor que atravessa a parede de uma câmara, condensador sujo e pressão de alta, do gelo à água e circuito de água gelada.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor. Aplicar as leis fundamentais da calorimetria e dos gases perfeitos.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
55Gases perfeitos e as suas transformaçõesGás perfeito: equação de estado. Transformações isotérmicas, isovolúmicas e isobáricas. Exemplo: ensaio com azoto e a temperatura. Compressão adiabática: porque aquece.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor. Aplicar as leis fundamentais da calorimetria e dos gases perfeitos.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
63Gás real, ponto crítico e misturasGás real: fator Z e ponto crítico. Gás ideal e gás real. Misturas azeotrópicas e zeotrópicas. Zeotrópicos na prática.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
72Resolução da Ficha 01Revisão e resolução de exercícios sobre grandezas, unidades, calor e gases na oficina.Reconhecer os conceitos e as unidades SI de força, pressão, temperatura e energia. Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor. Aplicar as leis fundamentais da calorimetria e dos gases perfeitos.📝 Ficha 01 · Grandezas, unidades, calor e gases na oficina📖 SebentaFormativa (Ficha 01).
84Diagrama de MollierO diagrama de Mollier (p-h). Significado das principais linhas do diagrama. Tabela de apoio: R134a saturado.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
94Máquina frigorífica e ciclo termodinâmicoA máquina frigorífica: componentes e funções. O ciclo: quatro transformações. Balanço de energia e COP.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
104Ciclo real no diagrama p-hExemplo: ciclo real do R134a a partir de leituras (1) e (2). Traçar o ciclo real no diagrama p-h. Ciclo ideal contra ciclo real. Procedimento de leitura na oficina.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
115Réguas, tabelas, sobreaquecimento e subarrefecimentoRéguas, tabelas e ábacos. Tabela P-T (bar relativos). Incerteza de leitura: quanto vale 0,1 bar? Sobreaquecimento e subarrefecimento. Medir SH e SC: exemplos.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor. Aplicar as leis fundamentais da calorimetria e dos gases perfeitos.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
124Anomalias de funcionamento (I): método e primeiros casosO método de diagnóstico. Ciclo de referência e matriz de sintomas. Caso A: falta de fluido. Caso B: condensador sujo ou ventilador fraco. Caso C: filtro secador obstruído.Identificar as principais avarias de uma máquina frigorífica e respetivas medidas corretivas.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
133Anomalias de funcionamento (II): restantes casos e sínteseCasos D e E: excesso de fluido e compressor fraco. Casos F e G: evaporador gelado e ar no circuito. Válvula de expansão sub e sobrealimentada. Segurança e ambiente nas medidas corretivas. Síntese: do sintoma à medida.Identificar as principais avarias de uma máquina frigorífica e respetivas medidas corretivas.🎨 Slides📖 SebentaFormativa (observação e exercícios).
142Resolução da Ficha 02Revisão e resolução de exercícios sobre Mollier, ciclo real, sobreaquecimento e avarias.Reconhecer transformações termodinâmicas e as formas de transmissão do calor. Identificar as principais avarias de uma máquina frigorífica e respetivas medidas corretivas.📝 Ficha 02 · Mollier, ciclo real, sobreaquecimento e avarias📖 SebentaFormativa (Ficha 02).
151Consolidação e sínteseConsolidação e síntese da unidade. Esclarecimento de dúvidas.📖 SebentaFormativa.
163Mini-projetoAplicação integrada dos conteúdos a um problema proposto.🧩 Mini-projetoSumativa (mini-projeto).
172Avaliação sumativa e balançoRealização do teste de avaliação sumativa. Correção e balanço da unidade.·Sumativa (teste).

Sumários prontos a copiar

Aula 1Apresentação da unidade, dos conteúdos, da sequência de sessões e dos critérios de avaliação. Realização de um diagnóstico inicial para perceber o que os formandos já sabem sobre pressão, temperatura e calor.
Aula 2Definição de força, pressão, temperatura, energia e potência e das respetivas unidades SI, com distinção entre pressão absoluta, relativa e depressão. Resolução de conversões de unidades (bar, kPa, psi, kW, BTU/h) pelo método do fator igual a 1.
Aula 3Interpretação da estrutura e dos estados da matéria e da pressão e da temperatura nas perspetivas microscópica e macroscópica. Conversão entre as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin e identificação das seis temperaturas a medir numa máquina frigorífica.
Aula 4Distinção entre calor e temperatura e análise das formas de transmissão do calor com e sem mudança de fase. Cálculo de calor sensível e de calor latente em exemplos de câmara frigorífica, condensador e circuito de água gelada.
Aula 5Aplicação da equação de estado do gás perfeito e das suas formas particulares (isotérmica, isovolúmica e isobárica) a problemas, incluindo um ensaio com azoto. Explicação do aquecimento do gás na compressão adiabática, relevante para o compressor.
Aula 6Comparação entre gás ideal e gás real através do fator Z e localização do ponto crítico. Caracterização do comportamento das misturas de gases, azeotrópicas e zeotrópicas, e das consequências práticas dos zeotrópicos na oficina.
Aula 7Resolução e correção da Ficha 01 sobre grandezas, unidades, calor e gases na oficina, com esclarecimento das dúvidas sobre conversões, calor sensível e latente e transformações do gás perfeito.
Aula 8Leitura do diagrama de Mollier (p-h) e identificação do significado das suas principais linhas. Localização de estados do R134a no diagrama com apoio da tabela de saturação.
Aula 9Identificação dos componentes da máquina frigorífica e da função de cada um. Descrição das quatro transformações do ciclo, das transferências de energia e cálculo do balanço de energia e do COP.
Aula 10Traçado no diagrama p-h do ciclo real do R134a a partir de leituras de pressão e temperatura, e comparação com o ciclo ideal. Aplicação do procedimento de leitura usado na oficina.
Aula 11Utilização de réguas, tabelas e ábacos para relacionar pressões, temperaturas e tipo de fluido, com análise da incerteza de leitura. Cálculo do sobreaquecimento e do subarrefecimento a partir de medições.
Aula 12Apresentação do método de diagnóstico, do ciclo de referência e da matriz de sintomas. Análise dos casos de falta de fluido, condensador sujo ou ventilador fraco e filtro secador obstruído, com as respetivas medidas corretivas.
Aula 13Análise dos casos de excesso de fluido, compressor fraco, evaporador gelado, ar no circuito e válvula de expansão sub ou sobrealimentada. Síntese da relação entre sintoma, causa e medida corretiva, com as regras de segurança e ambiente.
Aula 14Resolução e correção da Ficha 02 sobre diagrama de Mollier, ciclo real, sobreaquecimento, subarrefecimento e avarias, com esclarecimento das dúvidas de diagnóstico.
Aula 15Síntese dos conteúdos da unidade com apoio da sebenta e esclarecimento das dúvidas finais antes da avaliação.
Aula 16Desenvolvimento do mini-projeto, aplicando de forma integrada as grandezas, o diagrama de Mollier, o ciclo e o diagnóstico de anomalias ao problema proposto.
Aula 17Realização do teste de avaliação sumativa, seguida da correção e do balanço da unidade.