calorimetria - aula 03

TERMODINÂMICA

Termodinâmica

calor força,movimento

TERMODINÂMICA

• No início, ocupou-se do estudo dos processos quepermitiam converter calorem trabalho

TermodinâmicaÉ o ramo da Física que tem por objeto de estudo:

• os processos em que há transferência de energia e/outransformações de energia em sistemas macroscópicos, em termosde variáveis macroscópicas como: pressão (P), volume (V), área (S) oucomprimento (L), temperatura (T), campo magnético (B), magnetização docomprimento (L), temperatura (T), campo magnético (B), magnetização domaterial (M), tensão superficial (σ), etc.

• as propriedades físicas dos sistemas que são determinantes nosprocessos de transferência de energia (condutividades e capacidadestérmicas, coeficientes de expansão e compressibilidade, ...)

Termodinâmica

Sistematermodinâmico

Uma certa porção de matéria, quepretendemos estudar, suficientementeextensa para poder ser descrita porparâmetros macroscópicos.

Aquilo que é exterior ao sistema e comVizinhançado sistema

Aquilo que é exterior ao sistema e como qual o sistema pode, eventualmente,trocar energia e/ou matéria.

Fronteira

Superfície fechada, real (uma parede,uma membrana, etc) ou abstracta(imaginada por nós), que separa osistema da sua vizinhança.

TermodinâmicaSistemaisolado

Não troca energia nem matériacom a sua vizinhança.

Sistemafechado

Não troca matéria com a suavizinhança (pode trocar energia).

Sistemaaberto

Troca matéria com a sua vizinhança.

Termodinâmica

Paredes móveis(contrário: fixas)

Permitem transferência de energia na forma de trabalhomecânico.

Paredes diatérmicas Permitem transferência de Paredes diatérmicas(contrário: adiabáticas)

Permitem transferência de energia na forma de calor.

Paredes permeáveis(contrário: impermeáveis)

Permitem transferência de matéria.

Variáveis de Estado

Grandezas macroscópicas mensuráveis e que servem para caracterizar o sistema.

• temperatura (T)

• pressão (P)

• volume (V)

TemperaturaInterpretação microscópica � medida da energia cinética média dosátomos ou moléculas que constituem o sistema. (gases: energiacinética de translação; sólidos: energia cinética de vibração)

Escalas Termométricas

Pontos de referência ou pontos fixos: � Temperatura de fusão do gelo � Temperatura de ebulição da água

Escala Rankine

A escala Rankine (símbolo °R, °Ra) é uma escalade temperatura assim chamada em homenagem aoengenheiro e físico escocês William John Macquorn Rankine,que a propôs em 1859.

Assim como a escala Kelvin, o 0°Ra é o zero absoluto, porémo grau Rankine é definido como sendo igual a um grauFahrenheit. Assim, a variação de um grau °Ra equivale avariação de um grau °F. Então a temperatura de -459,67°F éexatamente igual a 0°Ra.

Apesar de não ser tão popular, a escala Rankine é usada emalguns campos da engenharia nos Estados Unidos.

Escala Rankine

Lei Zero da Termodinâmica

Dois sistemas (A e B) em equilíbrio térmico com um terceiro

sistema (C) estão também em equilíbrio térmico um com o

outro. Isto é, verifica-se a propriedade transitiva da relação

de equilíbrio térmico.

A temperatura é a propriedade que é comum a sistemas

que se encontram em equilíbrio térmico (mesma classe de

equivalência).

Calor

Calor

Capacidade Térmica (C)

Constante de proporcionalidade entre o calor recebido(ou perdido) Q e a variação de temperatura que o corposofre.

Calor Específico (c)

É a capacidade calorífica por unidade de massa de ummaterial.

Calor Latente de Transformação

É a quantidade de calor por unidade de massa que deve sertransferida a uma amostra para que ela sofra mudança defase.

Transmissão de Calor

ConduçãoTransmissão de calor em sólidos através do choque entreseus átomos ou moléculas.

Transmissão de Calor

Transmissão de calor em fluidos (líquidos e gases) atravésdo transporte de massa a diferentes regiões.

Convecção

Transmissão de Calor

Convecção

Transmissão de Calor

Irradiação

Transmissão de calor na ausência de matéria, ou seja,através do vácuo. A transmissão se dá através de ondaseletromagnéticas.eletromagnéticas.