PPT - Termodinâmica

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TermodinmicaFsica e Qumica 09/10 | Mdulo F5Milene Ferreira 1

TermodinmicaTherme (calor) + dynamics (potncia)

Cincia que estuda as leis que regem as transformaes de energia trmica noutras formas de energia

Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8a/Triple_expansion_engine_animation.gif; http://www.egr.msu.edu/classes/me201/zhuangm/index_files/image002.jpg

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Termodinmica Qual a diferena entre calor e temperatura? Como funciona um frigorfico? Por que derrete um gelado?

Que transformaes se do no motor de um carro, enquanto anda? Por que motivo, no Vero, a areia da praia escalda e a gua no? Fonte: http://www.gnurf.net/v3/wp-content/uploads/2008/05/034-heat-wave.png ; http://logos.simpleplants.com/WeatherSeasons/thumbs/Weather-Seasons-Thermometer_1.gif; http://www.karpathian.com/images/clipart/fridge.gif; http://images.clipartof.com/small/40946-Clipart-Illustration-Of-A-Grumpy-Melting-Ice-Cream-Cone-Character.jpg; http://www.clipartguide.com/_pages/0060-0808-1415-5457.html

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Sistemas TermodinmicosFronteiraSistema termodinmico

Vizinhana

4Fonte: http://www.metrokitchen.com/images/uploads/ca-259-03.jpg; http://i.s8.com.br/images/sport/cover/img5/1723875.jpg; http://files.nireblog.com/blogs4/shinestar/files/gato-chartreux.jpg

Sistemas Termodinmicos

5Fonte: http://www.gluon.com.br/fq/imagens.htm; http://www.aulas-fisica-quimica.com/energia_conceito.html;

Sistemas Termodinmicos

6Fonte: http://www.aulas-fisica-quimica.com/energia_conceito.html;

Sistemas Termodinmicos

Fonte: AIRES SILVA, Joo, AMARO, Ana e NEVES, Ana Maria (2009). F5 Termodinmica. Fsica Mdulos F1 a F6 / Fsica e Qumica Ensino Profissional | Nvel 3. Porto: Areal Editores;

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Um pouco de histriaAlguns ilustres pesquisadores que construiram a termodinmica

Sadi Carnot 1796 - 1832

James Joule 1818 - 1889

Wiliam Thomson Lord Kelvin 1824 - 1907

Emile Claupeyron 1799 - 1864

Rudolf Clausius 1822 - 1888 8

Um pouco de histriaMquina a vapor

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Variveis de estadoModo como se realiza uma mudana de estadoOcorre quando pelo menos uma varivel de estado do sistema varia

Varivel de estado, grandeza de estado ou propriedade de estado so grandezas fsicas que tm um valor bem definido para cada estado termodinmico

As variveis de estado so: Temperatura VolumePresso

Massa10 Energia interna

Temperatura A temperatura de um corpo a medida da energia cintica mdia das partculas

Aumento da temperatura11

Energia internaA energia interna (microscpica) de um sistema tem duas componentes: A energia cintica (de vibrao, rotao e/ou translao) das partculas do sistema, cujo valor mdio est relacionado com a temperatura do sistema; A energia potencial, que est associada com as interaces entre as partculas e com as ligaes existentes.A energia interna de um sistema , assim, o somatrio das energias cinticas e das energias potenciais de todos os corpsculos que o constituem, dependendo, por isso: da temperatura a que o sistema se encontra; da massa do sistema.

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Transferncias de energia A transferncia de energia entre dois sistemas pode ocorrer por trs processos: Trabalho (energia transferida por aco de foras que a vizinhana exerce sobre o sistema)

Radiao (energia transferida atravs da propagao da luz)

Calor (energia transferida entre sistemas a temperaturas diferentes, quando postos em contacto entre si)

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Transferncias de energia sob a forma de calorEm que condies ocorrem? Quando dois corpos a temperaturas diferentes se encontram em contacto, vai ocorrer transferncia de energia sob a forma de calor, do corpo que se encontra a maior temperatura para o corpo que se encontra a menor temperatura, at que se estabelea o equilbrio trmico.

Durante uma mudana de estado fsico, tambm ocorre transferncia de energia sob a forma de calor entre o sistema e a vizinhana.14

Calor (Q)

Energia transferida entre sistemas (uma fonte e um receptor) a temperaturas diferentes, provocando uma variao da energia interna do sistema.

NOTA: o calor energia em trnsito. No uma propriedade do sistema, como a temperatura ou a energia interna.

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Mecanismos de transferncia de energia sob a forma de calor

Conduo

Conveco

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Mecanismos de transferncia de energia sob a forma de calor

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Mecanismos de transferncia de energia sob a forma de calor

Conduo

Conveco

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Mecanismos de transferncia de energia sob a forma de calor

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Mecanismos de transferncia de energia sob a forma de calor

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Mecanismos de transferncia de energia sob a forma de calor

Correntes martimas de conveco.

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Condutibilidade trmica

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Capacidade trmica mssica

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1 Lei da TermodinmicaSistema Fechado

W > 0 energia que sai do sistema W < 0 energia que entra no sistema

Q > 0 calor que entra no sistemaQ < 0 calor que sai do sistema

U = U2 U1Variao Energia Interna

1a Lei Q = W + UA energia total do Universo, com ou sem transformaes, permanece constante.

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2 Lei da TermodinmicaQuando um corpo recebe calor a sua entropia aumenta. S = QT 0

Aumenta a EC e/ou a agitao molecular

Aumenta a desordem

A entropia a medida da desordem S = Q/T < 0 a desordem diminui.

A entropia (desordem) do Universo aumenta em todos os processos naturais.

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Mquinas trmicasT2 T1 100 T2

W 100 Q1

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Mquinas frigorficas

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