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Termologia (Termodinâmica (Máquina térmica
(2ª Lei) (Rendimento…
Termologia
Termodinâmica
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Máquina térmica
(2ª Lei)
Dispositivos usados para converter energia térmica em energia mecânica
O calor que vem de uma fonte quente passa pela máquina térmica que transforma parte em trabalho e o restante vai para uma fonte fria
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É impossível o rendimento de 100%, pois para isso |Qb| teria que ser 0, ou seja não poderia existir fonte fria, o que é um absurdo segundo a definição de calor
Entropia
(2ª Lei)
Medida do grau de desordem.
Estatisticamente a energia tem uma alta probabilidade de se espalhar. Baixa entropia = energia concentrada.
Temperatura
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Número associado a um determinado estado de agitação ou movimentação das partículas de um corpo, umas em relação às outras
Escalas
Celsius - 100ºC: Ponto do vapor; 0ºC: Ponto do gelo
1,8 θc = ΔθF
Fahrenheit - 100ºF: T. do corpo humano; 0ºF: Mis. Gelo e cloreto
Kelvin - 373K: Ponto do vapor; 0K: Zero Absoluto
T(K) = θc + 273 (Rigorosamente é 273,15)
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Gases Perfeitos
Gás perfeito é um modelo teórico adotado por conta dos gases reais se comportarem de modo diferente uns dos outros.
Porém quando eles são aquecidos a uma alta temperatura e submetidos a uma baixa pressão, eles se comportam de modo semelhante, a esse modo chamaremos gás perfeito
Equação de Clapeyron
Deduzida através da Lei de Boyle, Lei de Charles e Gay-Lussac e da Lei de Charles, Essa equação compreende e relaciona todas as variáveis de um gás perfeito. pV = nRT
p = pressão; V = volume; n = número de mols; T = temperatura
R = constante universal dos gases perfeitos
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Modelo microscópio
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Ecm = Ec1 + Ec2 + ... + Ecn / N
N = número de partícuals do gás
Pressão
Pressão exercida por um gás nas
paredes internas de um recipiente.
Deduzida utilizando conceitos de mecânica newtoniana
Temperatura
Da equação da pressão e da equação de Clayperon vem:
M = Massa molar
Energia Interna
Considerando que as moléculas não possuem energia cinética de rotação e nem energia potencial, então a enegia interna de um gás perfeito será sua energia cinética de translação.
Utilizando a equação de temperatura
e considernado m/M = n temos:
O valor do coeficiente 3/2 varia de acordo com a atomicidade
para gases diatômicos o coeficiente assume o valor 5/2
Teoria Cinética
Consideramos cada molécula como sendo pontos materiais (dimensões disprezíveis)
As moléculas estão em movimento caótico (todas as direções são equiprováveis)
As colisões entre moléculas ou entre uma parede são perfeitamente elásticas
Desprezamos as forças gravitacionais e intermoleculares
As forças intermoleculares só se manifestam durante as colisões
O estudo das colisões das moléculas pode ser feito com a mecânica newtoniana
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Energia térmica
Em um corpo, é o somatório das energias de agitação das suas partículas e depende da temperatura do corpo e do número de partículas nele existentes
Calor
É energia térmica quando e apenas enquanto está em trânsito
Sua unidade no S.I. é o Joule(J).
J = 4,2 Q(caloria)
Sensível
É o calor que recebido ou cedido por um corpo, provoca
uma variação de temperatura. c = Q/mΔθ => Q = mcΔθ
Latente
É o calor que recebido ou cedido por um corpo provoca, provoca uma variação do estado de agregação das partículas. Ou seja provoca uma mudança de estado físico. L = Q/m => Q=mL
Propagação
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Radiciação
Propagação de energia na forma de ondas eletromagnéticas.
Ao serem absorvidas essas ondas se transformam em energia térmica. Apesar de todas as ondas eletromagnéticas transportarem energia apenas as correspondentes à faixa infravermelho são chamadas ondas de calor. (Pela sua facilidade em se transformarem em energia térmica ao serem absorvidas)
Condução
Processo de propagação de calor no qual a energia térmica passa de partícula para partícula de um meio.
As partículas permanecem em suas posições de equilíbrio
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É a energia(cinética) que provoca a agitação das partículas de um corpo mais a energia(potencial) de agregação, que estabelece o estado físico desse corpo
Dilatação térmica
Sólidos
Linear
α é o coeficiente de dilatação linear que depende do material, da temperatura e da pressão de eventuais tratamentos térmicos e mecânicos
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Superficial
Forma aproximada(deprezamos o termo α²∆θ²):
β = coeficiente de dilatação superficial
β = 2α
Volumétrica
Forma aproximada(desprezando alguns termos):
γ = coeficiente de dilatação volemétrica
γ = 3α
Líquidos
Volumétrica
Regida pela mesma equação da dos sólidos
Porém o coeficiente de dilatação real dos líquidos, geralmente são maiores dos que os dos sólidos, alguns valores.
Não se esquecendo que o líquido precisa estar em um sólido e este também se dilata portanto: a dilatação real será a dilatação aparente mais a dilatação da capacidade do frasco, o que leva:
γreal = γfrasco + γaparente
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Estuda os fenômenos relativos ao aquecimento, resfriamento ou às mudanças de estado físico em corpos que recebem ou cedem energia térmica