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Termologia e termodinâmica
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Termologia 1 🌡 Termologia Class FÍS 2 Created Materials Revisão 1 Revisão 2 Revisão 3 Revisão 4 Revisão 5 Revisão 6 Revisão 7 Type Section Temperatura Conceitos Básicos grau de agitação das moléculas @March 31, 2021 12:04 PM Temperatura Conceitos Básicos Calor Frio Equilíbrio Térmico Relações entre escalas termométricas Dilatação Térmica Dilatação Linear Dilatação Superficial Dilatação Volumétrica Calorimetria Calor sensível Capacidade térmica Calor Latente Propagação de Calor Convecção Condução Irradiação *Evaporação Gases Perfeitos Termodinâmica Energia Interna (U) Energia Interna em gases monoatômicos Quantidade de Calor (Q) Primeira Lei da Termodinâmica Segunda Lei da Termodinâmica Máquinas Térmicas Máquinas Frigoríficas Termologia 2 Diretamente proporcional ao número de colisões → Energia Cinética Calor Fluxo de Energia Térmica não pode ser armazenado Frio perda de energia > reposição Equilíbrio Térmico as energias não se igualam necessariamente, pois depende também da massa dos objetos Relações entre escalas termométricas Cáculo das variações Dilatação Térmica Dilatação Linear α: coeficiente de dilatação linear Dilatação Superficial β: coeficiente de dilatação superficial β = 2α Dilatação Volumétrica γ: coeficiente de dilatação volumétrica γ = 3α = 100 − 0 Tc− 0 = 212 − 32 Tf − 32 373 − 273 Tk − 273 Δ C =o ΔK = Δ 1, 8Fo ΔL = L .α.ΔTo ΔA = A .β.ΔTo ΔV = V .γ.ΔTo Termologia 3 Dilatação de Líquidos Calorimetria Calor sensível Calor que provoca variação de T Q: quantidade de calor sensível c: calor específico Quantidade da calor necessária para que cada grama de uma substância varie 1° Capacidade térmica Quantidade de calor para variar 1° Calor Latente T constante → mudança de fase Propagação de Calor Convecção Movimento → massa fluida: transporte de energia térmica Gerado pela variação de pressão: maior → menor ↓T ↓P Frio: mais denso (de cima pra baixo) Quente: menos denso (de baixo pra cima) Q = m.c.ΔT C = m.c Q = m.L Termologia 4 Aplicado na Natureza: Areia: ↓ Capacidade térmica ↑ΔT De dia: aquece recebendo brisa marítima De noite: esfria gerando brisa no mar Mar: ↑Capacidade térmica ↓ΔT Por variar pouco, demora para esquentar com os raios solares ao contrário da areia De dia: mantém-se com temperatura baixa levando ar frio para a areia De noite: Aumenta de temperatura recebendo o ar frio da areia Condução Quanto melhor o condutor mais "marcante" é a sensação térmica Φ: fluxo de calor → adquire característica de potência Φ = J/s = Potência ϕ = Δt Q ϕ = e K.A.ΔΘ Termologia 5 A = área e = espessura K = cte Irradiação Ondas eletromagnéticas *Evaporação Apenas alguns atores consideram como forma de propagação de calor Ao saírem de uma superfície as gotas de água levam calor junto, gerando uma sensação de frio Gases Perfeitos Termodinâmica = n T1 1 P V1 1 n T2 2 P T2 2 τ = F . d τ = P . A . d τ = P . ΔV Termologia 6 Válido apenas se a força/pressão for constante: Isobárica τ > 0 → aumento do vol. τ < 0 → volume diminui Energia Interna (U) Em gases monoatômicos: U = Et → não há energia potencial Energia potencial pode ser negativa e, portanto, ter U menor que a Et Energia Interna em gases monoatômicos ΔT > 0 → ΔU > 0 ΔT < 0 → ΔU < 0 ΔT = 0 → ΔU = 0 Quantidade de Calor (Q) ΔT > 0 → Q > 0 ΔT < 0 → Q < 0 Primeira Lei da Termodinâmica Transformações 1. Isobárica E =t ΣEc U = ΣE +c ΣEp U = . p . v = 2 3 . n . R . T 2 3 Q = m . c . ΔΘ ; n = M m Q = n . M . c . ΔΘ ; C =n M . c Q = m . C . ΔΘn Q = τ + ΔU Termologia 7 P = cte 2. Isotérmica T = cte 3. Isométrica V = cte 3. Adiabática Não há troca de calor com o meio → Q = 0 ↑V → T↓ ↓V → T↑ Segunda Lei da Termodinâmica Não é possível que uma máquina térmica tenha rendimento de 100% Máquinas Térmicas τ = p . ΔV Q = n . C . ΔΘp ΔU = . n . R . T 2 3 Q =p τ + ΔU ΔU = 0 Q = τ τ = 0 Q = n . C . ΔΘ ΔU = . n . R . ΔΘ 2 3 Q =v ΔU Q = τ + ΔU 0 = τ + ΔU τ = −ΔU Q =q τ + Qf Termologia 8 Rendimento (n) Ciclo de Carnot Rendimento máximo: teórico Adiabáticas B → C D→ A Isotérmicas A → B C → D Ciclo Otto Adiabáticas C → D B→ A ΔU total = 0 Ciclo Diesel Adiabáticas 3 → 4 η = → Energia total Energia tilú η = → Qq τ η = → Qf Q −Qq f η = 1 − Qq Qf = Qq Qf → Tq Tf η = 1 − Tq Tf Termologia 9 1→ 2 Máquinas Frigoríficas Processo não espontâneo τ + Q =f Qq g s→á refrigerador → expans o adiab tica→ a~ á ↓ T → retira calor → compress o adiab tica→ a~ á ↑ T → liberaça~
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