Termofísica

TemperaturaMede o nível

devibração molecular

CalorÉ a energia que escoa devido a diferença de temperaturas entre

os dois sistemas.

Zero AbsolutoVibração molecular

nula.

Corresponde amenor temperatura

do Universo.

Lei zero da Termodinâmica

Dois corpos que estão em equilíbrio térmico com um terceiro corpo,estão em equilíbrio entre si.

Termômetro: é um aparelho que permite medir de forma indiretamente a temperatura

de um corpo.

Sempre registrará a temperatura de equilíbrio

térmico.

Escalas termométricas:

x0

x1

y0

y1

X Y

x0

x1

y0

y1

X Y

tx ty

00

1 0 1 0

yxt yt x

x x y y

Escalas mais usadas

C F K

100 212 373 K

0 32 273 K

0 k-273 c

0 0

-46000

0

0

0

0

C F K

100 212 373 K

0 32 273 K

0 k-273

0 0

-460

tc tF tk

ZERO ABSOLUTO

27332

5 9 5

c kFt tt

5 9 5

C F K

RELAÇÃO DAS TEMPERATURAS:

RELAÇÃO DAS VARIAÇÕESTEMPERATURAS:

Calor Sensível

Q = c . m . t

Calor LatenteQ = m . L

Capacidade

térmica

Qt

C =

C = m.c

A B

Calor

O calor se transfere até alcançar o equilíbrio térmico.

tfA = tfB

t0A > t0B

Q > 0 | RECEBIDO

Q < 0 | CEDIDO0QQ

CEDREC

Princípio das Trocas de CALOR

Dilatação dos corpos

a) Linear

tL

L

0

L

L0

L = .L0. t

b) Superficial

A0A

A = .A0. t0

A

A . t

c) Volumétrico

tV

V

0

V0 V

V = .V0. t

Relação entre os coeficientes

321

L = .L0. t

A = .A0. t

V = .V0. t

Física - Coelho

a) Introdução:

• Sabemos que quando dois ou mais corpos a temperaturas diferentes são colocados um em presença do outro, existe a tendência de se estabelecer entre eles o equilíbrio térmico.

• O calor se propaga espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio. O sentido de propagação do calor concorda sempre com o sentido das temperaturas decrescentes

b) Condução do Calor:• Na propagação por condução, o calor

se propaga de molécula em molécula ou de átomo para átomo, através de suas vibrações, sem que elas se movam ao longo do material.

Metal (bom condutor)

Na Condução:

Não existe transporte de matéria.

Existe transporte de calor entre asMoléculas ou átomos. Ocorre principalmente em meiosmateriais (sólidos).

Existem: Condutores (metais) Isolantes (borracha,lã, vidro,....)

c) Convecção do Calor:

• Nos fluidos (líquidos e gases), quase não se verifica a condução do calor. No entanto, eles podem ser aquecidos pelo processo denominado convecção térmica.

Nesse processo, o calor se propaga devido ao movimento do fluido.

A massa do fluido que está próxima da fonte de calor dilata-se, devido ao aquecimento, e torna-se mais leve que a massa fria que está acima dela. Essa massa leve sobe, dando lugar à massa fria, mais pesada, ocorrendo assim, movimentação da matéria.

Desenho representando a Convecção:

Moléculas

Frias (+ densas)

Quentes (- densas)

Aplicações e Exemplos de Convecções Térmicas:

• No aquecimento de ambientes,isto é, a calefação.

• Quando queremos aquecer uma sala, devemos colocar a fonte de calor em posições baixas.

• Os ventos são correntes de convecção atmosféricas.

Na Convecção:

Existe transporte de matéria( correntes de convecção ). É devido a diferença de densidades. Ocorre nos líquidos e gases.

Outros exemplos mais práticos: ar condicionado; geladeira; tiragem de gases por chaminé;brisas litorâneas.

d) (Ir)Radiação do Calor:

Só ocorre transporte de energia.

Não necessita de meio material.

Pode se propagar no vácuo.

O transporte de calor é feito por ondas eletromagnéticas.

Exemplos:- Efeito estufa;- Garrafa térmica.

GASES

Gás é um fluido que se caracteriza,

fundamentalmente, por sua compressibilidade e expansibilidade, sofrendo grandes variações devolume ao ser submetido a pressões relativamente pequenas e tendendo a ocupar todo o espaçoque lhe é oferecido.

GÁS PERFEITO ou GÁS IDEAL,

as moléculas constituintes do gás encontram-se em Movimento contínuo e desordenado, chamado deMovimento browniano;

há choques constantes das moléculas entre sí e tam-bém com as paredes do recipiente;

não existem forças de coesão entre as moléculas;

o volume da molécula é desprezível comparadoao do gás.

Baixas pressões

Elevadas temperaturas

GÁSREAL

GÁSIDEAL

variáveis de estado.

- pressão ( p )- volume ( V )- temperatura ( T ) sempre em Kelvin

tk = tc + 273

a) Equação de Clapeyron

p.v = n.R.T

p

V

1

2p

V

2

1

V1 V2

p2

p1

p1

p2

V1 V2

T

p.V

T

.Vp

0

00ALTERAM-SE ao mesmo

tempo p, V e T.

1.Transformação GERAL

c) Transformações Particulares :

ISOBÁRICA P = Constante

P

V1

T1

P

V2

T2

isobárica

V1 V2

=

T1 T2

V e T GDP

p

V

1 2

V2V1

Diagrama de Clapeyron ( p x v )

P1=P2

ISOCÓRICA V = Constante

P1

V

T1

P2

V

T2

isocórica

P1 P2=

T1 T2 p e T GDP

p

V

1

2

V1=V2

p2

p1

ISOTÉRMICA T = Constante

P1

V1

T

P2

V2

T

isotérmica

P1. V1 P2. V2= p e V GIP

p

V

T

V1 V2

p1

p2

1

2

TODOS OS PONTOS QUE PERTENCEM A MESMAISOTERMA, ESTÃO SOB A MESMA TEMPERATURA.

T1 = T2

p

V

T1

T2

Considerando, as duas curvas acima como isotermas, a que está mais afastada do plano cartesiano, apresenta maior temperatura, ou

seja T2 > T1.

Termodinâmica10 Princípio da Termodinâmica

V

Princípio de conservação de energia:

Variação da Energia Interna TRn2

3U ..

Q = W + U

SISTEMA

(GÁS)(Q) CALOR

VIZINHANÇA

TRABALHO( W )

VARIAÇÃODA ENERGIAINTERNA( U )

Q + O GÁS RECEBE CALOR

Q - O GÁS CEDE CALOR

W + O GÁS REALIZA TRABALHO ( EXPANSÃO )

W - O GÁS RECEBE TRABALHO ( COMPRESSÃO)

U+ O GÁS ESQUENTA ,ISTO É, T +

U - O GÁS ESFRIA, ISTO É, T -

Q = W + U

Trabalho nos Gases - W

Numa trans. Isobárica W = p . V

Se a trans. não for Isobárica

Área = W

p

V

W

Transformação Cíclica

T = 0 U = 0 Q = W

Q = W + U

p

V

W +

p

V

W -

Máquina térmica Refrigerador

Transformação Adiabática

Q = 0 W = - U

O gás não ganha nem perde calor.

Não há troca de calor com o meio.

Expansão

W +

O gás realiza trabalho

U = -

A temperatura diminui.

Compressão

W -

O gás sofre o trabalho

U = +

A temperatura aumenta.

FonteQuente

T1

IMPOSSÍVEL DE OCORRER num

processo cíclico, POIS A MÁQUINA NÃO É PERFEITA.

QMáquinaTérmica

Q = W

W

20 Princípio da Termodinâmica

20 Princípio da Termodinâmica

Máquina térmica : T 1 > T 2

FonteQuente

T1

Q1

MáquinaTérmica

Q2 FonteFria

T2

W = Q1 - Q2

W

Q

QQ

1

21

O QUE É POSSÍVEL

FonteQuente

T1

MáquinaRefrig.

FonteFria

T2

Máquina Refrigeradora :

W

Q2Q1

T1 > T2 Qe

w

2

Ciclo de Carnot

p

V

Adiabática

Adiabática Isotérmica

Isotérmica

Transformação Particularidade Conseqüência

Isobárica p = constante Q = U + W

Isocórica V=const. e V = 0 W=0 e Q = U

Isotérmica T=const. e T = 0 U=0 e Q = W

Cíclica Ti=Tf e T=0 , U=0 U=0 e Q =W

Adiabática Q = 0, não há calor. W = - U

Q = W + U