Livro-texto:Física II - 10ª. Edição Young & FreedmanEditora Pearson Education do Brasil - São Paulo, 2004

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Fundamentos de Termodinâmica

DF- UF G

O Professor não ensina, os alunos aprendem!

Professor é um tutor, responsável por manter um bom ritmo nas aulas mas o rendimento da turma depende só, e somente só, dos alunos. Estudem para não virar estatística.

Chamada em todas as aulas.

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Aula Dia Turmas Assunto Captulo (SZ)1 7-May A1/D1 Temperatura e dilatacao 152 9-May Tranferencia de calor 153 14-May Exercicios 4 16-May propriedaes molecualres dos gases 165 21-May Capacidade calorifica 166 23-May Exercicios7 28-May Prova8 30-May 1 lei da termidinamica 179 4-Jun Processos em gases ideiais 1710 6-Jun Exercicios11 11-Jun Prova12 13-Jun Reversibilidade e Maquinas termicas 1813 18-Jun 2 lei / Ciclo de Carnot 1814 20-Jun Entropia e escala de Kelvin15 25-Jun Exercicios 1816 27-Jun Prova

29-Jun Entrega de notas

Fundamentos de Termodinâmica

Mecânica Energia externa Leis de NewtonTermodinânica Energia interna Leis da Termodinâmica

Cap.15 – Temperatura mede o equilíbrio térmico.(termômetros - dilatação - Calor = Fluxo de Energia)

Cap.16 – Teoria Molecular - Gás Ideal - Capacidade Térmica(Visão microscópica: ligação entre a mecânica e a termodinâmica)

Cap.17 – Primeira Lei A energia se conserva.(Variação da energia interna e processos em gases)

Cap.18 – Segunda Lei A Entropia do universo não diminui.(Máquinas térmicas - reversibilidade e ciclo ideal de Carnot)

Tecnologia: mecânica, eletrônica, arquitetura, siderurgia, culinária etc

Ciências: biologia, astronomia, geologia, química, física, etc,

Termodinâmica

M.C. Escher - Waterfall - 1961

Transformações da energia (via calor e trabalho)

1 - Definir temperatura incluindo escalas e métodos para medi-la.

2 - Discutir como dimensões e volume de corpos se alteram com a variação da temperatura

3 - Conceito de calor

Temperatura e calor

Qualquer propriedade macroscópica mensurável X de um corpo, volume, comprimento, pressão, resistência, etc., é a princípio uma propriedade termométrica i.e. depende da temperatura. Logo a temperatura T é uma função de X, T(X). A dependência mais simples entre T e X seria da forma

Temperatura e Equilíbrio térmico

T(X)=aX+b

Escala linear entre T e X

O equilíbrio térmico define o conceito de temperatura ou Lei “zero” da termodinâmica:

TC = TA ; TC = TB TA = TB

Parede adiabática

O Equilíbrio térmico é OBTIDO usando uma parede diatérmica (que permite o fluxo de calor) entre dois corpos, A e B.

Comparação das escalas de temperatura comuns:oC K oF

Ebulição da Água (ferve) 100(quase) 373,125 212Corpo humano 37,0 310,2 98,6Fusão da Água (congela) 0,00 273,15 32,0Ponto triplo da água 0,01 273,16 32,0Ebulição do Nitrogênio -196 77 -321Zero absoluto -273,15 0 -459,67°F = 1.8°C + 32 K = °C + 273.15

Termômetros e Escalas de Temperatura

Escalas dependem das propriedades!

Termômetro de gás a volume constante

O gás se liquefazO líquido solidifica

Escala Kelvin

Tk=Tc+273,15

Temperaturas na Escala Kelvin

T p

T= Ttp p(T)/p(Ttp)

T= 273,16 p(T)/p(Ttp)

Expansão térmica

Dilatação Linear: Δ L = α L0 Δ T ⇒ (L = L0 + Δ )L (Δ T pequeno < 1s 00 oC)

Dilataç ão Volumétrica: Δ = V β V0 Δ T. ( β = 3α )

Material Coeficiente sd edilataçãolinear α [(oC)-1 ou K -1]

Aluminio 23 x 10-6

Cobre 17 x 10-6

Vidro comum 9 x 10-6

Vidro Pirex 3.2 x 10-6

Aço 11 x 10-6

Invar 0.7 x 10-6

Cristais se dilatam de modo diferente em direções diferentes. Neste caso, α é um tensor.

α não é constante α(To, ΔT)

Dilatação da água

Tensão térmica:

(Y = módulo de Young)

TYL

LY

A

FΔ−=

Δ−= α