Aula Termodinâmica

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Profª. Dra. Juliana Mendes
Termodinâmica
Aula 2: Biofísica
Objetivos 
 Entender conceitos de calor e temperatura
 Ser capaz de descrever fenômenos da entropia 
 Compreender a diferença entre modelo determinístico e 
modelo probabilístico
 Entender o que é um processo caótico 
 Compreender o movimento Bowniano
 Ser capaz de diferenciar sistemas conservativos de sistemas 
dissipativos
 Entender a diferença entre estabilidade e equilíbrio
 Conhecer as quatro leis da termodinâmica
Definição 
 Ramo da física que estuda o comportamento de todas as modalidades de 
energia bem como suas interações com a matéria ao longo do tempo.
 Abrange toda e qualquer mudança que ocorre no universo
 São aplicáveis a todo sistema sob efeito de transferência de energia
 Térmica, elétrica, nuclear, luminosa, mecânica, magnética, acústica, etc. 
 
 É a ciência que trata:
 Do calor e do trabalho
 Das características dos sistemas
 Das propriedades dos fluidos termodinâmicos
Calor e entropia
 Exemplos:
FESTA Copo d’água
# Pontes de hidrogênio – cinética – calor – agitação – vapor – pressão – retirada de calor - gelo
Calor e entropia
 Ilustração do princípio da termodinâmica
 Quanto mais energia (calor), mais pressão, mais expansão, mais 
movimento, menos certezas, e menos ordem. Quanto menos 
energia, menos pressão, menos expansão, menos movimento, 
mais certezas e mais ordem.
 Quanto maior a entropia, maior a desordem e menor a certeza 
de onde se encontra determinada partícula
O aumento de energia aumenta o grau de O aumento de energia aumenta o grau de 
desordem nos elementos de um sistemadesordem nos elementos de um sistema
Entropia é a medida da desordem em um sistemaEntropia é a medida da desordem em um sistema
Certeza e Incerteza
 Tente responder as seguintes perguntas:
 Quantos milímetros seu cabelo irá crescer nos próximos 117 
dias?
 Quantos gramas de arroz você irá comer nas próximas 72h?
 Quantos germes você remove após lavar as mãos durante 96 s?
 Quantos grãos de areia cabem em uma colher de sopa?
 Quantas vezes você irá respirar nas próximas 24h?
Será que alguém pode 
responder com exatidão?
Nenhuma pergunta sobre a 
natureza pode ser respondida 
de forma absoluta
Certeza e Incerteza
 Há diferentes graus de incerteza... Estimativa – Probabilidade
 Ex.: Espaço (S) que um móvel percorre em uma velocidade (V) 
durante um intervalo de tempo (∆t = t2 – t1).
 Logo: o melhor modelo para descrever o funcionamento da 
natureza de maneira mais realista não é o modelo 
determinístico, mas sim o probabilístico.
Constante Aceleração
*Quanto mais distante o futuro, maiores são as incertezas e mais imprecisas as estimativas
*Todo o processo não determinístico é caótico
Movimento browniano
 Movimento aleatório de partículas em um fluido, como 
consequência dos choques das moléculas do fluido nas partículas.
 Ex.: Robert Brown, meados do século 19, ao microscópio 
observou o movimento de grãos de pólen – movimento caótico, 
imprevisível. “Estrutura viva”!
 Einstein – pólen era imóvel e que a única explicação para o 
movimento era a água
 Física quântica diz “No universo nada está em completo repouso. 
Onde existe matéria, existe movimento.”
Conclusão
 Após essa elucidação, o conceito de calor já pode ser bem 
mais compreendido. O calor nada mais é que a energia 
produzida pela agitação contínua e pelos choques entre as 
moléculas de um corpo. 
 Quem produz essa agitação na matéria? O movimento 
browniano.
Questões orientadoras do estudo
 Qual é a diferença conceitual entre calor e temperatura?
 Qual é a definição clássica de energia?
 Conceitue entropia.
 Relacione o conceito de entropia com o de calor.
 Diferencie um sistema dissipativo de um sistema conservativo.
 Relacione o conceito de previsibilidade com o de caos.
 O que é sistema caótico?
 O que é um sistema complexo?
 Qual é a relação entre ordem e entropia?
Até o próximo encontro!
Bons estudos!