Física Termodinâmica

I Revisão de Física
Termodinâmica
Prof: Marcos Rogério
• Escalas termométricas
• Equação de conversão entre
as escalas convencionais
• Dilatação térmica dos sólidos
Dilatação linear
• Dilatação Superficial
• Dilatação Volumétrica
•
•
Dilatação linear
L = o quanto o corpo aumentou seu
comprimento
Lo = comprimento inicial do corpo
 = coeficiente de dilatação linear
(depende do material)
T = variação da temperatura ( Tf - Ti )
•
Dilatação Superficial
Δ A = o quanto o corpo aumentou sua área
Ao = área inicial do corpo
β = coeficiente de dilatação superficial
(depende do material)
Δ T = variação da temperatura ( Tf - Ti )
•
Dilatação Volumétrica
Δ V = o quanto o corpo aumentou seu
volume
Vo = volume inicial do corpo
δ = coeficiente de dilatação volumétrica
(depende do material)
Δ T = variação da temperatura ( Tf - Ti )
Calor
Forma de energia que
sempre se transfere de
um corpo de maior
temperatura para outro
de menor temperatura.
Calor latente ( Q = m.L)
Calor
Calor sensível
Q = m.c. ΔT
Calor específico
Capacidade térmica
C=Q
ΔT
estados de agregação
da matéria
Mudança de estado
físico
Regra básica para as
mudanças de estado físico
Toda substância pura simples
ao mudar de estado físico
mantém sua temperatura
constante se a pressão
também for mantida
constante
ESTUDO DOS GASES
•
-
Variáveis de estado:
Pressão;
Volume;
Temperatura
EQUAÇÃO GERAL DOS
GASES
P1  V1 P2  V2

T1
T2
TRANSFORMAÇÕES
GASOSAS
Isotérmica – temperatura constante
Isobárica – pressão constante
Isocórica – volume constante
Termodinâmica
• A termodinâmica estuda o
relacionamento da energia com o
movimento
Grandezas físicas
envolvidas.
• Trabalho termodinâmico.
• Trabalho mecânico
  F.S
Trabalho termodinâmico
  P.V
Onde:
• P = Pressão do gás (*).
• V = Variação do volume do gás.
•  = Trabalho termodinâmico (Joules)
Observação 1.
• Quando um gás é expandido
(volume aumenta) o trabalho é
positivo. Nestas circunstâncias
costuma-se dizer que o trabalho
foi REALIZADO pelo gás.
Observação 2
• Quando um gás é comprimido
(volume diminui) o trabalho é
negativo. Nestas circunstâncias
costuma-se dizer que o trabalho
foi REALIZADO pelo sistema
sobre o gás ou ainda dizemos que
o gás CEDEU trabalho.
Encontrando o trabalho
do ciclo
• Calcule o
trabalho
termodinâmico
associado ao
gás indicado no
gráfico ao lado
• .
2
P ( N/m )
8
3
2
5
V(m3 )
Observação:
• A transformação que inicia e termina em
um mesmo ponto é denominada
transformação cíclica ou fechada.
• Em uma transformação cíclica o sentido
das transformações (indicadas pelas setas)
indica se o trabalho durante a
transformação é realizado pelo gás ou por
um agente externo.
SINAIS
• Transformações que ocorrem no
sentido horário implicam que o ciclo
corresponde a um trabalho positivo.
SINAIS
• Transformações que ocorrem no
sentido ANTI - horário implicam que
o ciclo corresponde a um trabalho
NEGATIVO.
1ª Lei da termodinâmica
Q =  + U
onde
Q = Quantidade de calor(Joules ou calorias).
 = Trabalho termodinâmico.
U = Variação da Energia Interna
Transformação Isobárica.
Pressão = constante
Q =  + U
• Transformação Isotérmica
Temperatura constante; logo: U = 0
Q=
• Transformação isocórica.
V = constante; logo:  = 0
Q = U
Transformação
Adiabática.
É a transformação na qual não ocorre
trocas de calor entre o gás e o meio
externo ao gás.
O =  + U  2 Casos
especiais
Primeiro caso
• = - U
 O gás aumenta de volume e a sua
temperatura diminui
Segundo caso
• U = -
 O gás diminui de volume e a sua
temperatura aumenta
Em resumo
 (+) 
(-) 
O gás aumenta de volume - Trabalho Realizado
O gás diminui de volume
- Trabalho Cedido.
U (+) 
Aumento de temperatura
U (-) 
Diminuição de Temperatura.
Q (+) 
Calor Recebido.
Q (-) 
Calor Cedido.