fluxo de energia e leis da termodinâmica 2012/2013

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Nesta apresentação:ConduçãoConvecçãoRadiação

CalorTrabalho

1º Lei2ª Lei

EntropiaIrreversibilidadeSeta do tempo

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Um modo de transferir

energia pode ser através da radiação ou da realização de

trabalho

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Posso calcular o RENDIMENTO deste sistema...

Fon

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...se conhecer a área da

superfície metalizada...

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...e se souber a variação de

temperatura que a água sofreu.

Mecanismos de transferência de

energia sob a forma de CALOR

Mecanismos de transferência de

energia sob a forma de CALOR

Duas formas...

Mecanismos de transferência de

energia sob a forma de CALOR

Condução

Convecção

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Convecção

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Condução de Calor

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Forma de evitar as perdas de energia por

CONDUÇÃO

Fo

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kno

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mForma de evitar

as perdas de energia por

CONDUÇÃO

Condutividade Térmica, K

Material (27ºC) [J/s/m·K] ou [W/m.K]

Prata 426Cobre 398Alumínio 237Tungstênio 178Ferro 80,3Vidro 0,72 - 0,86Água 0,61Tijolo 0,4 - 0,8Madeira (pinho) 0,11 - 0,14Fibra de vidro 0,046Espuma de poliestireno 0,033Ar 0,026Espuma de poliuretano 0,020

Fonte: wikipedia

Exemplos

φ=QΔ t

φ=ΔUΔ t

P

O fluxo de energia é uma

potência

φ=K.A.(T 2−T 1)

Δ x

Lei da condução térmica(Lei de Fourier)

A energia flui através de um material

(FLUXO de ENERGIA)

Capacidade térmica mássica

Quebra-gelo. Navio do Greenpeace no degelo do Oceano Ártico Fonte: Daniel Beltrá/Greenpeace

Qual destes materiais tem

maior capacidade de armazenar

energia (calor):Ar, gelo, ou água?

Exemplos

Resposta: ÁGUA

Fo

nte

: h

ttp

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ww

.fre

e-e

xtra

s.co

m

Por vezes, queima-mo-nos com o interior da

pizza porque tem maior condutividade térmica

Calores de transformação (sem variação de temperatura, com mudança de estado)

Q=ΔU=m×c×ΔT

Q=ΔU=m×ΔH

Quando pretendemos calcular a energia envolvida numa MUDANÇA DE

ESTADO...

Calores de transformação (sem variação de temperatura, com mudança de estado)

Q=ΔU=m×c×ΔT

Q=ΔU=m×ΔH...necessitamos de

calcular essa energia recorrendo ao calor

latente ou à variação de entalpia.

TRABALHO

MAN TGS de Elisabete Jacinto

O TRABALHO é uma outra forma

de transferir energia

TRABALHO

Fonte: Harper's New Monthly Magazine, No. 231, August, 1869.

James Joule realizou esta experiência...

TRABALHO

Fonte: Harper's New Monthly Magazine, No. 231, August, 1869.

...onde mostrou que o trabalho realizado pela

força gravítica no deslocamento desta peça...

TRABALHO

Fonte: Harper's New Monthly Magazine, No. 231, August, 1869.

...aumentava a temperatura da água através destas pás...

TRABALHO

Fonte: Harper's New Monthly Magazine, No. 231, August, 1869.

Ou seja, TRABALHO

transformado em CALOR.

1ª lei da termodinâmica

ΔU=Q+W +R

Variação deEnergia interna Modifico a energia interna

através do calor, trabalhoe radiação

Entropia (seta do tempo)

Reversibilidade

Dois vídeos que relacionam entropia e a seta do tempo, e

os fenómenos reversíveis e irreversíveis

2ª lei da termodinâmica

Aumento da desordem, degradação de energia

Δ S≥0