teorema de nernst - terceira lei da termodinâmica

Download Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmica

Post on 11-Jul-2015

412 views

Category:

Science

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Apresentao do PowerPoint

TERCEIRA LEI DA TERMODINMICATEOREMA DE NERNST

1APRESENTAODiscentes:Jason Levy Reis;Mateus Barbosa;Percio ContreirasVictor Said;Victria Cabral.Docente: Thalisson Andrade;Disciplina: Fsica III;Tema: Terceira lei da Termodinmica;Turma: 5832 Unidade II;Curso: Automao Industrial.Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia da BahiaDepartamento Acadmico de Automao e SistemasCoordenao de Automao IndustrialSalvador20142

2OBJETIVO A terceira Lei da termodinmica foi formulada em 1905 por Walther Nernst, e atravs dela foi possvel compatibilizar a ideia de Zero Absoluto, com a concepo da Mecnica Quntica, de que no existe repouso absoluto, devido a alguma agitao residual. 3

INTRODUOEsse trabalho tem como objetivo fazer uma abordagem sobre a terceira terceira Lei, apresentando seus criadores, suas aplicaes e consequncias. A fim de possibilitar essa abordagem a principal metodologia emprega foi a reviso de literatura, que se fundamentou utilizando artigos cientficos, websites e banco de dados virtuais.Fundamentao tericaPrimeira e segunda lei da termodinmica: o conceito de Entropia4

Resumo: 1 E 2 LEI DA TERMODINMICAPrimeira LeiConservao de Energia; Calor e Trabalho; No explica condies necessrias para a reao. 5

Segunda LeiFuncionamento de Mquinas Trmicas; Calor no pode ser convertido integralmente em trabalho. Fluxo de corpo mais frio para corpo mais quente pode ocorrer desde que haja trabalho. ESPONTANEIDADEMudana Espontnea ocorre sem a necessidade de ser induzida. Mudana Induzida ou Forada. No necessariamente rpida.Na mudana espontnea a energia e matria tendem a se tornar desordenadas.6

A desordem Medida pela Entropia. Segunda Lei da Termodinmica.A variao da Entropia dada pela seguinte equao:Entropia NA 2 E 3 LEI DA TERMODINMICA 7

A entropia de um sistema isolado aumenta no decorrer de uma mudana espontneaEXEMPLOUm frasco grande de gua foi colocado em contato com um aquecedor, e 100j de energia foram transferidos reversivelmente gua a 25C. A variao da entropia da gua :

8

EntropiaTransferncia de Energia Gera Desordem no Sistema.A desordem maior quando a temperatura baixa.A Entropia uma funo de Estado.A temperatura gera influncia.

9

A 2 Lei fala sobre a origem das mudanas qumicas, entropia e energia livre. A 3 Lei surge para estabelecer uma escala, um ponto de referencia absoluto.A TERCEIRA LEI DA TERMODINMICA TEOREMA DE NERNST10

A 3 Lei da TermodinmicaEm 1906, nernst enunciou: Em qualquer reao envolvendo somente slidos cristalinos, a variao da entropia nula.Em 1923, Planck: reformula o enunciado da terceira lei, expandindo seu conceito e generalizando-a.11

ALGUMAS CONSIDERAES SOBRE MATRIA E SUA ESTRUTURA 12

ORGANIZAO/ORDEM MOLECULARGsMenos organizadoLquidoMenos organizadoSlidoMais ordenado

Fonte: WHITE, 2005.A 3 Lei da TermodinmicaA terceira lei pode ser enunciada do seguinte modo, ainda:

13

Desse modo, pode-se constatar o seguinte:Quando T 0 K, S0 = 0; isto , a entropia de toda a matria seria igual no Zero Absoluto; Consequentemente, a matria entraria em estado de ordenao absoluta e no em estado de repouso absoluto;Para Nernst, esse fenmeno era apenas possvel com retculos cristalinos perfeitos, mas sabe-se que esse estado apenas alcanado com a gases; possvel calcular valores absolutos de entropia.Fonte: BOTTA e ANDREETA, 2014.A 3 Lei da TermodinmicaAssumindo a veracidade das constataes anteriores, possvel constatar ainda: Todas as substncias tem o mesmo valor de entropia em 0 K;Assume-se que esse valor nulo;A partir disso, torna-se possvel estabelecer o ponto zero, o qual o meio de obteno para a medida da entropia e da entropia absoluta;O clculo independe da: energia interna, da entalpia Apesar da lei no especificar se o sistema deve estar em equilbrio com o meio externo, ela define que necessrio equilbrio interno; Assume-se que no h influncia da presso;O teorema de Nernst aplica-se a gases, mas no a solues lquidas ou slidas;

14

Fonte: BOTTA e ANDREETA, 2014.APLICAES DA TERCEIRA LEI15

CONDENSADO DE BOSE EINSTEINO condensado de Bose Einstein foi previsto em 1925, por Albert Einstein baseado na teoria de Bose.O primeiro condensado desse tipo a ser fabricado em laboratrio foi criado em 1995 por Eric Cornell e Carl Wieman, que o produziram a partir de tomos de Rubdio a 170 nano kelvin.16

Carl Wieman e Eric CornellSatyendra Nath BoseCondensado de bose einsteinO condensado de Bose Einstein um estado da matria no qual os tomos se comportam como um nico objeto quntico, ou seja, os tomos perdem sua individualidade e passam a agir como se fossem um. Ele relacionado ao fenmeno da superfluidez, que foi observada em 1937 ao resfriar tomos de Hlio a temperaturas abaixo de 2 Kelvin

17

H controvrsias no mundo acadmico sobre o condensado de Bose Einstein ser ou no o quinto estado da matria.

Condensado de bose einsteinAps a descoberta do condensado de Bose Einstein outros estudos foram realizados e dentre as descobertas podem-se destacar o raio atmico e uma propriedade do condensado que faz com que ele imploda e exploda em seguida.O primeiro raio atmico foi feito por Ketteler, ao fazer com que gotas de um condensado de Bose Einstein constitudo de tomos de sdio cassem em pingos de um nico ponto.

18

Tipos de raio atmico

Relao de Grneisen: DEDUO SIMPLIFICADA19

Fonte: BOTTA e ANDREETA, 2014.20

Relao de Grneisen: DEDUO SIMPLIFICADAFonte: BOTTA e ANDREETA, 2014.21

ContinuaoRelao de Grneisen: DEDUO SIMPLIFICADAFonte: BOTTA e ANDREETA, 2014.Relao de Grneisen22

Fonte: BOTTA e ANDREETA, 2014.

Associa atravs de uma constante , que independente da temperatura.compressibilidade;coeficiente de expanso trmica;capacidade calrica;volume.CONSEQUNCIAS DA TERCEIRA LEI23

Consequncias" impossvel atravs de qualquer procedimento, no importa o quo idealizado, reduzir a temperatura de qualquer sistema temperatura zero em um finito nmero de finitas operaes

Guggenheim, E.A.24

Suponha que a temperatura de uma substncia pode ser reduzida em um processo isentrpico. Pode-se pensar numa configurao de desmagnetizao nuclear de mltiplos estgios aonde o campo magntico ligado e desligado de forma controlada. Se houvesse uma diferena na entropia no zero absoluto T = 0 poderia ser alcanado em um nmero finito de operaes. Contudo, durante T = 0 no h diferena na entropia, ento um nmero infinito de operaes seria necessrio.

25Consequncias

CONSIDERAES FINAISAo longo deste trabalho foi possvel efetuar uma anlise da terceira lei da termodinmica, explanando sobre seus criadores e sobre a importncia prtica e terica para a fsica. Ressalta-se a importncia deste seminrio para o curso de Fsica, ministrado no Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia da Bahia Cmpus Salvador, no qual as aulas sobre termodinmica foram complementadas com este trabalho.

26

RefernciasBOTTA, W.; ANDREETA, M. Termodinmica dos Slidos. So Paulo: Universidade Federal de So Carlos, Departamento de Engenharia de Materiais, [s.a.]. Disponvel em: . Acesso em: 20 nov. 2014.GUGGENHEIM, E.A. (1967). Thermodynamics. An Advanced Treatment for Chemists and Physicists, fifth revised edition, North-Holland Publishing Company, Amsterdam, page 157.HANGLEY, Edward et al. The Atom Laser. An Optics and Photonics News, may 2001.JUNIOR, Osvaldo Pessoa. Condensados Bose-Einstein. Disponvel em: . Acesso em: 15 dez. 2014.UFC. O que o CONDENSADO DE BOSE/EINSTEIN?. In: Queremos saber: pergunta respondida. Disponvel em: . Acesso em: 15 dez. 2014.WHITE, D. P. Captulo 19: termodinmica qumica. In: qumica a cincia central. 9. ed. [s.l.]: Pearson Education, 2005.27