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TERMODINÂMICA - Coggle Diagram
TERMODINÂMICA
PROCESSOS TERMODINÂMICOS
Processo Isotérmico: Nesse processo, a temperatura do sistema permanece constante ao longo da transformação. Isso significa que a energia térmica alterada ou removida é igual à variação da energia interna do sistema. Durante um processo isotérmico, a pressão e o volume do sistema podem variar.
São as mudanças que um sistema termodinâmico pode sofrer. Alguns exemplos comuns são processos isotérmicos
Processo Adiabático: Nesse processo, não há transferência de calor entre o sistema e o ambiente externo. Isso implica que a variação de energia interna é igual ao trabalho realizado no sistema. Como resultado, a temperatura do sistema pode mudar durante um processo adiabático.
Processo Isocórico (ou Processo Isométrico): Nesse processo, o volume do sistema permanece constante. Como não há mudança de volume, não há trabalho realizado. A variação de energia interna é igual à quantidade de calor desligada ou removida do sistema.
Processo Isobárico: Nesse processo, a pressão do sistema é mantida constante. A variação de energia interna está relacionada à variação de volume e à quantidade de calor adicionada ou remoção do sistema. A temperatura pode variar durante um processo isobárico.
Processo Cíclico: É um processo termodinâmico em que o sistema retorna ao seu estado inicial após passar por uma série de transformações. Um exemplo comum de um processo cíclico é o ciclo de Carnot, que consiste em uma sequência de processos adiabáticos e isotérmicos.
LEIS DA TERMODINÂMICA
2ª LEI
Estabelece o princípio da entropia, que afirma que a entropia total de um sistema isolado sempre aumenta ou permanece constante em um processo termodinâmico. Ela também define a direção autônoma dos processos.
3ª LEI
Afirma que é impossível atingir o zero absoluto (−273,15 °C) em um número finito de etapas através de processos termodinâmicos.
1ª LEI
(Princípio da Conservação de Energia): Estabelece que a energia total de um sistema isolado permaneça constante, sendo apenas transformada de uma forma para outra.
LEI ZERO
Estabelece o conceito de temperatura e equilíbrio térmico, afirmando que se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si.
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VARIÁVEIS TERMODINÂMICAS
São as grandezas que caracterizam um sistema termodinâmico, como temperatura, pressão, volume, energia interna, entalpia e entropia.
Quantidade de substância (n): Refere-se à quantidade de emissão, átomos ou partículas presentes em um sistema. É expresso em unidades como mol ou número de partícula.
Temperatura (T): É uma medida da energia cinética média das partículas em um sistema. É expresso em unidades como graus Celsius (°C), Kelvin (K) ou Fahrenheit (°F).
Volume (V): É o espaço ocupado por um sistema. Pode ser expresso em unidades como metros cúbicos (m³), litros (L) ou centímetros cúbicos (cm³).
Entropia (S): É uma medida da distribuição de energia em um sistema e está relacionada à quantidade de desordem ou aleatoriedade. A entropia aumenta em um sistema isolado ao longo do tempo, de acordo com a segunda lei da termodinâmica.
Energia interna (U): É a energia total contida em um sistema, incluindo a energia cinética e potencial das partículas que o compõem.
Pressão (P): É a força exercida pela unidade de área em um sistema. É geralmente medida em unidades de pascal (Pa), atmosfera (atm), bar ou libra por polegada quadrada (psi
Entalpia (H): É a soma da energia interna de um sistema e do produto da pressão pelo volume. Ela representa a quantidade total de energia que pode ser trocada entre o sistema e o ambiente em forma de calor a pressão constante.
CICLOS TERMODINÂMICOS
São sequências de processos termodinâmicos que retornam o sistema à sua condição inicial. Exemplos famosos incluem o ciclo de Carnot, o ciclo de Rankine (usado em usinas de energia térmica) e o ciclo Otto (usado em motores de combustão interna).
Ciclo Rankine: É um ciclo termodinâmico utilizado em usinas de energia térmica para a geração de eletricidade. O ciclo Rankine é baseado na utilização de um fluido de trabalho, geralmente água, que passa por um processo de aquecimento, expansão, resfriamento e ventilação. É um ciclo de vapor que utiliza uma turbina a vapor para gerar trabalho mecânico.
Ciclo de Carnot: É considerado o ciclo termodinâmico mais eficiente possível para a conversão de calor em trabalho. Consiste em dois processos isotérmicos e dois processos adiabáticos, operando entre uma fonte de calor quente e uma fonte de calor frio. O ciclo de Carnot é um modelo teórico usado para comparar o desempenho de outros ciclos termodinâmicos.
Ciclo Brayton: Também conhecido como ciclo de turbina a gás, é amplamente utilizado em turbinas a gás e em motores de aviação. Consiste em quatro processos: adiabática do ar, combustão a pressão constante, expansão adiabática do gás de combustão e resfriamento a volume constante
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