Termodinâmica - Aula 1

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Termodinâmica
AULA 1 – Introdução e conceitos básicos
Tópicos em Termodinâmica
Termodinâmica clássica: analisa o comportamento de um grande número de
moléculas baseada nas propriedades de todo o grupo, como temperatura, volume e
pressão, bem como as suas relações.
Termodinâmica estatística: analisa o comportamento de um grande número de
moléculas baseadas nas propriedades de cada molécula individual e as maneiras como
estas moléculas interagem entre si.
Termodinâmica de componentes puros: analisa o comportamento de sistemas que
contenham um componente puro.
Termodinâmica de soluções: analisa o comportamento de sistemas que contenham
mais de uma espécie química na mistura.
Termodinâmica de equilíbrio de fases: analisa o comportamento de múltiplas fases
que existem em equilíbrio entre si.
Introdução
TERMODINÂMICA
TERMO = calor
DINÂMICA = movimento
É o ramo da ciência que estuda as causas e os efeitos das mudanças e trocas de
energia entre sistemas físico-químicos.
Sua real definição e aplicabilidade é muito mais ampla: possui aplicação em diversos
ramos da ciência (Física, Química, Engenharia, Economia, Biologia, entre outros)
Seu desenvolvimento se deu pela necessidade de aumentar a eficiência das máquinas
a vapor do século 18, durante a revolução industrial.
Introdução
TERMODINÂMICA
Seu desenvolvimento se deu pela necessidade de aumentar a eficiência das máquinas
a vapor do século 18, durante a revolução industrial.
Ex. Eficiência típica das primeiras máquinas a vapor: apenas 2%
Primeira locomotiva a vapor, de 
George Stephenson (Inglaterra, 
1814).
Conceitos básicos
ENERGIA
Lord Kelvin definiu energia como “energia é uma capacidade de produzir trabalho”.
Kelvin pensava em trabalho mecânico, mas sua definição é muito mais ampla.
Energia na forma de massa (E=mc2)
Energia potencial, que é capaz de modificar a posição em relação a um campo
gravitacional;
Energia cinética;
Energia elétrica;
Energia química, na forma de ligações interatômicas e moleculares;
Energia térmica, associada a agitação das moléculas na matéria ou a velocidade das
moléculas dos gases.
Energia eletromagnética (radiação eletromagnética)
Conceitos básicos
ENERGIA
Exemplo: fonte de energia para os seres humanos
Conceitos básicos
TRABALHO
É a energia em transformação. Um corpo não contém trabalho: trabalho é realizado
durante uma transformação, durante um processo, durante uma reação. O trabalho
não deve ser visto meramente como um trabalho mecânico. Uma força, ou uma
diferença de pressão, é causa de realização de trabalho mecânico. Da mesma forma,
uma diferença de potencial elétrico é causa da movimentação de cargas que então
realizam um trabalho elétrico.
W = trabalho mecânico
W’= outras formas de trabalho
Unidade no SI = N.m ou Joules (J)
Conceitos básicos
PROPRIEDADE
É qualquer característica do sistema, possível de ser constatada. Muitas das
propriedades podem ser medidas: pressão, temperatura, volume, densidade,
capacidade calorífica, entre outros.
Propriedade intensiva: independe da quantidade de material ou do tamanho do
sistema.
Propriedade extensiva: contrário da intensiva.
Conceitos básicos
CALOR
É a energia em movimento, por causa de um gradiente de temperaturas; difere do
trabalho, cuja força motriz pode ser variada. O calor tem como força motriz, como
uma causa única, a existência de diferença de temperatura. Um corpo não possui
calor. Calor não deve ser confundido com energia térmica.
Q = símbolo para calor.
Unidade no SI = Joules (J)
4,184 Joules = 1 caloria (Cal)
Conceitos básicos
TEMPERATURA
É uma propriedade que indica a direção do fluxo de energia. Este conceito surge
empiricamente da sensação de quente ou frio. Sua definição é dada pelo princípio
zero da termodinâmica. Não deve ser confundido com CALOR.
Símbolo = T (maiúsculo)
Unidade no SI = Kelvin (K)
Conceitos básicos
PRESSÃO
É definido como a força por unidade de área, que é aplicada sobre um corpo. Quanto
maior a força atuando sobre uma determinada área, maior é a pressão.
Símbolo: P
Unidade: Pascal (N/m2)
Conceitos básicos
SISTEMA
Região particular do universo cujo comportamento deve ser analisado à luz da
termodinâmica; ele se separa do restante do universo (meio externo) através de uma
superfície real ou imaginária que é denominada fronteira.
Conceitos básicos
ESTADO TERMODINÂMICO OU ESTADO
Condição particular em que encontra um dado sistema, condição esta que é revelada
pelo conjunto de valores particulares assumidos por variáveis tais como pressão,
volume, densidade, tensão superficial, viscosidade, índice de refração.
Estas variáveis citadas acima recebem o nome de funções termodinâmicas ou funções
de estado.
Conceitos básicos
EQUILÍBRIO
Qualquer sistema submetido a solicitações externas constantes tende a evoluir
espontaneamente para um estado final e bem definido; uma vez atingido este estado,
o sistema só pode ter o seu estado alterado por modificação das solicitações externas,
isto é, por modificação das condições do meio externo ao sistema. Esta condição final
recebe o nome de estado de equilíbrio e apresenta sempre um caráter essencialmente
dinâmico.
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	Tópicos em Termodinâmica
	Introdução
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	Conceitos básicos
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