FENÔMENOS OSCILATÓRIOS TERMODINÂMICA

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1 FENÔMENOS OSCILATÓRIOS E TERMODINÂMICA AULA 8 TEMPERATURA, CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA PROF.: KAIO DUTRA

2 Termodinâmica A termodinâmica é o estudo das leis que regem a relação entre o calor, trabalho e outras formas de energia.

3 A Lei Zero da Termodinâmica Se dois corpos A e B estão separados em equilíbrio térmico com um terceiro corpo T, A e B estão em equilíbrio térmico entre si.

4 Escala Kelvin, Celsius e Fahrenherit

5 Dilatação Térmica Todos os objetos variam de tamanho quando a temperatura varia. Dilatação Linear: Se a temperatura de uma barra metálica de comprimento L aumenta de um valor, seu comprimento aumenta de um valor:

6 Dilatação Térmica Dilatação Volumétrica: Se todas as dimensões de um sólido aumentam com a temperatura, é evidente que o volume so sólido também aumenta.

7 Temperatura e Calor Calor é a energia transferida de um sistema para o ambiente ou vice-versa devido a uma diferença de temperatura. Assim, a caloria (cal) foi definida como o aumento de calor necessário para aumentar a temperatura de ag de água a 14,5 C para 15,5 C. No sistema inglês a unidade British thermal unit (Btu) é definido como a quantidade de calor necessário para aumentar a temperatura de 1 libra de água de 63 F para 64 F.

8 A Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Capacidade Térmica A capacidade térmica C de um objeto é a constante de proprocionalidade entre o calor Q e a variação de temperatura do objeto:

9 A Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Calor Específico Calor Sensível Dois objetos feitos do mesmo material têm capacidades térmicas proprocional a suas massas. Assim, é conveniente definir uma capacidade térmicas por unidade de massa ( calor específico):

10 A Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Calor Específico Molar Calor Sensível Quando a quantidade de uma subatância é expressa em mols o calor específico deve ser expresso na forma de quantidade de calor por mol (calor específico molar).

11 A Absorção de Calor por Sólidos e Líquidos Calores de Transformação - Latente Quando o calor é transferido para uma amostra sólida ou líquida nem sempre a tempertura da amostra aumenta. Em vez disso, a amostra pode mudas de fase. Neste caso o calor necessário para realizar esta mudança é chamado de calor de transformação:

12 Exemplo 18-3

13 Calor e Trabalho Um gás pode trocar energia com o ambiente através do trabalho. O trabalho W realizado por um gás quando ao se expandir ou se contrair de um volume inicial para um volume final é dado por:

14 Calor e Trabalho

15 A Primeira Lei da Termodinâmica Quando um sistema muda de um estado inicial para um estado final tanto o trabalho W realizado como o calor transferido dependem da natureza do processo. Experimentos, porém, revelaram qua a grandeza Q-W é a mesma para todos os processos. Ela depende apenas dos estados inicial e final, e não depende de maneira alguma da forma como o sistema passou de um para o outro.

16 A Primeira Lei da Termodinâmica A energia interna de um sistema tende a aumentar, se acrescermos energia na forma de calor Q, e a diminuir, se removermos energia na forma de trabalho W realizado pelo sistema.

17 Alguns Casos Específicos da Primeira Lei

18 Exemplo 18-5

19 Mecanismos de Transferência de Calor Existem três mecanismos de transferência de calor: Condução;

20 Mecanismos de Transferência de Calor Existem três mecanismos de transferência de calor: Convecção;

21 Mecanismos de Transferência de Calor Existem três mecanismos de transferência de calor: radiação;

22 Mecanismos de Transferência de Calor Existem três mecanismos de transferência de calor: Radiação; Convecção; Radiação.

23 Exercícios Capítulo 18 Fluidos Problemas: 4, 9, 14, 24, 27, 29, 43, 44, 45 e 51.