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Termodinâmica II Profª. Dra. Juliana Mendes Revisando! Atrito Calor Agitação das moléculas Desordem Entropia Para entender melhor a 1ª lei da termodinâmica é preciso compreender as características dos sistemas termodinâmicos e os caminhos “percorridos” pelo calor... Sistemas • Um sistema é caracterizado pela coletividade (conjunto de elementos que constituem o sistema) e pela energia existente no sistema. • É um conjunto de elementos que interagem diretamente entre si. – Ex.: uma solução, uma célula, um cilindro de gás, um corpo... • A termodinâmica estuda o fluxo de energia em sistemas da natureza. Atrito = Calor Classificação dos sistemas • Sistemas conservativos • Sistemas dissipativos • Complexidade • Imprevisibilidade • Equilíbrio energético • Estabilidade Características dos sistemas Sistema conservativo • Aquele no qual não ocorre perda de energia sob forma de calor enquanto seus elementos interagem entre si • Seria um sistema que não troca nada com o restante da natureza - Isolado • “na vida real não é possível” • Se existisse.... Garrafa térmica perfeita – conservaria o calor até mesmo depois de 1000 anos Pêndulo perfeito – uma vez em movimento, continuaria a oscilar na mesma amplitude até o final dos tempos Sistema dissipativo • É aquele no qual há perda de energia sob forma de calor quando os seus elementos interagem entre si. • Desordem no entorno – entropia • ‘‘todos os sistemas são dissipativos’’ • Parte da energia é aproveitada, o restante é perdido - calor Contração muscular – energia mecânica perdida sob forma de calor Envelhecimento – perda de energia torna o processo de regeneração menos eficiente Características dos Sistemas • Complexidade • Imprevisibilidade • Equilíbrio energético • Estabilidade Complexidade • Sistema que necessita de grande número de informações para descrevê-lo. Cérebro humano – bilhões de células nervosas Gás – bilhões de moléculas porém basta estudar uma pequena parte Em contrapartida Complexidade • Quanto mais heterogêneo os elementos de um sistema, maior a complexidade deste sistema • Quanto maior a complexidade das trocas energéticas que ocorre entre os elementos de um sistema, maior a complexidade do sistema Imprevisibilidade • Os sistemas menos complexos – previsíveis • Os sistemas mais complexos - imprevisíveis A soma das incertezas = enorme incerteza do comportamento final Imprevisibilidade Se deixarmos os dois no centro de uma sala trancada e retornarmos apenas após 6h... Como estaria a cadeira? Como estaria o camundongo? Equilíbrio energético • Estado no qual não ocorre mais troca de energia • Em qual momento os seres vivos ficam em equilíbrio energético com o meio? Barra de ferro incandescente deixada ao ar livre... Com o passar do tempo não haverá mais troca de calor A vida é incompatível com o equilíbrio energético. Equilíbrio é morte! Todos os processos vitais se dão longe do equilíbrio. Estabilidade Sistemas • Certa massa delimitada por uma fronteira. • Sistema fechado – Sistema que não troca massa com a vizinhança, mas permite passagem de calor e trabalho por sua fronteira. • Sistema isolado – Sistema que não troca energia nem massa com a sua vizinhança. • Vizinhança do sistema – O que fica fora da fronteira.
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