Obs: Achei necessário fazer um resumo do começo para relembrar. E é preciso ler a folha da professora, porque eu fiz só pela apostila.
1ª Lei da Termodinâmica: Exemplifica e quantifica as trocas de energia em qualquer objeto. Diz que as trocas de calor e trabalho provocam variação da energia interna. Ex:
-Gás pode receber ou ceder energia na forma de calor ou trabalho.
Quando recebe mais do que cede, a Energia interna aumenta (aquecendo).
Quando cede mais do que recebe, a Energia interna diminui (resfriando).
Quando recebe o mesmo que cede, temperatura inicial e final são iguais.
Enunciado da Lei da Conservação da Energia (Lei da Termodinâmica):
"A diferença entre as energias trocadas na forma de calor (Q) e as trocadas na forma de trabalho provoca variação da energia interna".
Ou seja, ΔU = Calor - Trabalho
Atividade Resolvida:
1. Quando o gás recebe calor: Q+
cede calor: Q-
realiza trabalho: Z+
recebe trabalho: Z-
Quando a energia interna do gás aumenta: ΔU +
diminui: ΔU -
Transformação isovolumétrica:
Pressão1 Pressão 2
-------------------- = -------------------
Temperatura1 Temp. 2
Sendo T e P, grandezas proporcionais:
-Quando o volume é constante, não há realização de trabalho e o aumento de temperatura requer o aumento da energia interna ( Energia recebida pelo gás é totalmente convertida em energia interna ).
Transformação Adiabática: Sem troca de calor, mas pode haver trocas de energia. Gás realiza trabalho sem trocar calor, perdendo energia no processo de expansão e dua energia interna diminui (resfria). Ex: Spray (Frio na ponta do dedo de quem aperta uma lata de aerosol)
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Pg. 42 em diante:
Ciclo: Sequência de transformações que começa e termina em um mesmo ponto, se repetindo periodicamente. Ou seja, o estado final se coincide com o inicial, tendo energia interna (ΔU) nula.
Calculando o trabalho de um ciclo: Se soma o trabalho de cada etapa ou calcula a área interna da figura tomada pela sequência de transformações.
Se o ciclo for:
No sentido horário: Trabalho = +
No sentido anti-horário: Trabalho = -
Transformações Gasosas:
Isobárica: Pressão permanece constante.
Isovolumétrica,isométrica ou isocórica: Volume permanece constante.
Isotérmica: Temperatura permanece constante. Transformação lenta, permite trocas de calor necessárias para que a temperatura não se altere.
Adiabática: Gás não troca calor. Acontece quando este é expandido ou comprimido tão rápido que não há tempo para ocorrer trocas de calor ou quando as paredes de um recipiente são perfeitamente isoladas.
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Para se obter energia elétrica, pode-se aproveitar a energia mecânica (ex: água). Para se obter energia mecânica, pode-se aproveitar o calor obtido na combustão (gasolina, álcool ou GNV).
Conceito de Máquinas Térmicas: Toda máquina capaz de converter calor em trabalho.
Quando o gás é aquecido, aumenta o volume. Quando é resfriado, diminui o volume.
Quando um gás perde calor, ele o cede para uma fonte fria.
2ª Lei da Termodinâmica
Para uma máquina térmica funcionar continuamente, é preciso que esteja entre duas fontes:
Uma mais quente (TQ) e uma outra mais fria (TF). Retirar calor de uma fonte quente (Q1), converter parte do calor em trabalho e perder o resto para a fonte fria (Q2) garantem o funcionamento contínuo.
Enunciado:
É impossível construir uma máquina que, operando em ciclos, retire calor de uma fonte e o transforme integralmente em trabalho.
Rendimento da Máquina térmica:
Verificação do aproveitamento da máquina. Quanto maior o valor, mais econômica é a máquina (mais energia útil será obtida da energia total gasta do ciclo.
Rendimento (n) = Trabalho (Joule)
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Calor recebido da fonte quente (Q1 em Joule)
Ciclo de Carnot: Máximo rendimento ocorre quando o ciclo é constituido por duas transformações adiabáticas e duas isotérmicas. Não se consegue atingi-lo na prática. Equação:
Rendimento (n) = 1 TF (Temperatura absoluta da fonte fria em Kelvin)
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TQ (Temperatura absoluta da fonte quente em Kelvin)
Motores à Combustão: Máquinas térmicas que retiram calor de uma fonte quente (queima de combustível), realizam trabalho e perdem calor para uma fonte fria (escapamento, ambiente). A maioria usa um ciclo composto por 4 tempos. Obedecem leis da termodinâmica.
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