Movimento Uniformemente Variado

11-11-2010
Sistemas termodinâmicos
Sistemas termodinâmicos
Prof. Luís C. Perna
TERMODINÂMICA – O QUE SIGNIFICA ESTE
TERMO?
TERMODINÂMICA
calor
força,
movimento
• No início a termodinâmica, ocupava-se
do estudo dos processos que permitiam
converter calor em trabalho.
1
11-11-2010
SISTEMA TERMODINÂMICO

Um sistema termodinâmico - é todo aquele que é constituído por um
conjunto grande de partículas, ocupando uma extensão macroscópica, que
evolui no tempo, contém uma determinada massa sujeita a variações de
temperatura, e no qual podem ocorrer transferências de energia na forma
de calor.

Um sistema termodinâmico caracteriza-se pelas suas variáveis
termodinâmicas: volume, pressão e temperatura.
TERMODINÂMICA – VOCABULÁRIO
Sistema
termodinâmico
Um sistema termodinâmico é uma quantidade
arbitrária de matéria, cujas propriedades podem ser
descritas
unicamente
e
de
forma
completa,
especificando certos parâmetros macroscópicos
que podem ser: temperatura, pressão, volume, …
Vizinhança
do sistema
É aquilo que é exterior ao sistema e com o qual o
sistema pode, eventualmente, trocar energia e/ou
matéria.
Superfície fechada, real (uma parede, uma
Fronteira
membrana, etc.) ou abstracta (imaginada por nós),
que separa o sistema da sua vizinhança.
2
11-11-2010
SISTEMAS TERMODINÂMICOS
EXEMPLO DE UM SISTEMA TERMODINÂMICO
Gás contido num cilindro com uma parede móvel.
Vizinhança: ar exterior
ao recipiente
Parede móvel (êmbolo)
+
Superfície lateral do
cilindro
+
Sistema: gás num
recipiente de parede
móvel
Base do cilindro
Fronteira: paredes do
recipiente
3
11-11-2010
TIPOS DE SISTEMAS

Um sistema apresenta sempre uma
fronteira através da qual poderá trocar
energia com a vizinhança. Consoante a
existência ou não de trocas entre um
determinado sistema e as sua vizinhança
podemos classificá-lo em: isolado,
aberto ou fechado.
EXEMPLOS DE SISTEMAS TERMODINÂMICOS
4
11-11-2010
SISTEMAS TERMODINÂMICOS

A fronteira ou parede de um sistema diz-se
adiabática quando não permite trocas de energia
sob a forma de calor com o exterior. Podemos
considerar adiabáticas as paredes das garrafastermo, por exemplo.

Quando as paredes do sistema permitem
transferências de energia sob a forma de calor com
o exterior, designam-se diatérmicas. As paredes
de um calorífero são diatérmicas.
RESUMINDO
Sistema isolado
Não troca energia nem matéria com a sua
vizinhança.
Sistema fechado
Não troca matéria com a sua vizinhança (pode
trocar energia).
Sistema aberto
Troca matéria com a sua vizinhança (pode trocar
energia).
Paredes adiabáticas
Paredes diatérmicas
Não permitem trocas de energia sob a
forma de calor com o exterior.
Permitem trocas de energia na forma de
calor com o exterior.
5
11-11-2010
EXERCÍCIO 1
Complete as seguintes frases.
A. Um ___________________ é um conjunto de um grande número de
partículas, com dimensões mensuráveis, que evolui no tempo, contendo
uma determinada __________ e uma determinada ____________.
B. A parede, real ou conceptual, que separa o ___________ do ________
designa-se _________.
EXERCÍCIO 2
Observe as seguintes situações:
A. Ferver sopa.
B. Transportar uma bebida quente numa garrafa-termo.
C. Cubo de gelo a fundir.
D. Ligar um disco do fogão sem nenhum recipiente em cima.

Indique as que são consideradas sistemas abertos, fechados e isolados.

Classifique as paredes dos sistemas indicados em diatérmica e
adiabática.

As situações A e C são consideradas sistemas abertos pois há trocas de matéria e energia com o
exterior. A situação B representa um sistema isolado pois não efectua trocas de matéria e energia
com o exterior. A situação D é um exemplo de um sistema fechado pois o fogão só troca energia
com o exterior.

Na situação A, C e D, as paredes são diatérmicas pois permitem trocas de energia com o exterior.
Na situação B, as paredes são designadas adiabáticas pois não permitem trocas de energia com o
exterior.
6
11-11-2010
EXERCÍCIO 3
Estabeleça a ligação dos sistemas representados na coluna A com os
termos contidos na coluna B.
EXERCÍCIO 4
Classifique as seguintes proposições em verdadeiras (V) ou
falsas (F), corrigindo as falsas.
(A) Um sistema aberto pode ter paredes diatérmicas.
(B) O Universo é um sistema aberto.
(C) Quando uma ou mais propriedades de um sistema varia,
dizemos que ocorre um processo termodinâmico.
(D) Um sistema fechado é um sistema que não permite trocas de
energia com o exterior, mas permite trocas de matéria.
(E) Paredes adiabáticas são aquelas que permitem trocas de
energia com o exterior e paredes diatérmicas não permitem trocas
de energia com o exterior.
V F
V
F
F
7
11-11-2010
EXERCÍCIO 5
Observe a figura onde está representado um incêndio.
a) Como classifica este sistema? Justifique a sua resposta.
R: É um sistema aberto porque efectua trocas de energia e de matéria com
o exterior.
b) Apresente exemplos de sistemas abertos, fechados e
isolados.
R:Sistemas abertos: uma panela com água a ferver; uma fogueira.
Sistemas fechados: um disco de fogão ligado; um aquecedor ligado.
Sistemas isolados: uma garrafa termos; o Universo.
c) Dos exemplos que mencionou anteriormente, indique os
que possuem paredes diatérmicas e adiabáticas.
R: Sistemas que possuem paredes diatérmicas: uma panela com água a
ferver, a fogueira, o disco de fogão ligado e o aquecedor ligado.
Sistemas que possuem paredes adiabáticas: garrafa termos e Universo.
8