Livro-texto:Física II - 10ª. Edição Young & FreedmanEditora Pearson Education do Brasil - São Paulo, 2004
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Fundamentos de Termodinâmica
DF- UF G
O Professor não ensina, os alunos aprendem!
Professor é um tutor, responsável por manter um bom ritmo nas aulas mas o rendimento da turma depende só, e somente só, dos alunos. Estudem para não virar estatística.
Chamada em todas as aulas.
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Aula Dia Turmas Assunto Captulo (SZ)1 7-May A1/D1 Temperatura e dilatacao 152 9-May Tranferencia de calor 153 14-May Exercicios 4 16-May propriedaes molecualres dos gases 165 21-May Capacidade calorifica 166 23-May Exercicios7 28-May Prova8 30-May 1 lei da termidinamica 179 4-Jun Processos em gases ideiais 1710 6-Jun Exercicios11 11-Jun Prova12 13-Jun Reversibilidade e Maquinas termicas 1813 18-Jun 2 lei / Ciclo de Carnot 1814 20-Jun Entropia e escala de Kelvin15 25-Jun Exercicios 1816 27-Jun Prova
29-Jun Entrega de notas
Fundamentos de Termodinâmica
Mecânica Energia externa Leis de NewtonTermodinânica Energia interna Leis da Termodinâmica
Cap.15 – Temperatura mede o equilíbrio térmico.(termômetros - dilatação - Calor = Fluxo de Energia)
Cap.16 – Teoria Molecular - Gás Ideal - Capacidade Térmica(Visão microscópica: ligação entre a mecânica e a termodinâmica)
Cap.17 – Primeira Lei A energia se conserva.(Variação da energia interna e processos em gases)
Cap.18 – Segunda Lei A Entropia do universo não diminui.(Máquinas térmicas - reversibilidade e ciclo ideal de Carnot)
Tecnologia: mecânica, eletrônica, arquitetura, siderurgia, culinária etc
Ciências: biologia, astronomia, geologia, química, física, etc,
Termodinâmica
M.C. Escher - Waterfall - 1961
Transformações da energia (via calor e trabalho)
1 - Definir temperatura incluindo escalas e métodos para medi-la.
2 - Discutir como dimensões e volume de corpos se alteram com a variação da temperatura
3 - Conceito de calor
Temperatura e calor
Qualquer propriedade macroscópica mensurável X de um corpo, volume, comprimento, pressão, resistência, etc., é a princípio uma propriedade termométrica i.e. depende da temperatura. Logo a temperatura T é uma função de X, T(X). A dependência mais simples entre T e X seria da forma
Temperatura e Equilíbrio térmico
T(X)=aX+b
Escala linear entre T e X
O equilíbrio térmico define o conceito de temperatura ou Lei “zero” da termodinâmica:
TC = TA ; TC = TB TA = TB
Parede adiabática
O Equilíbrio térmico é OBTIDO usando uma parede diatérmica (que permite o fluxo de calor) entre dois corpos, A e B.
Comparação das escalas de temperatura comuns:oC K oF
Ebulição da Água (ferve) 100(quase) 373,125 212Corpo humano 37,0 310,2 98,6Fusão da Água (congela) 0,00 273,15 32,0Ponto triplo da água 0,01 273,16 32,0Ebulição do Nitrogênio -196 77 -321Zero absoluto -273,15 0 -459,67°F = 1.8°C + 32 K = °C + 273.15
Termômetros e Escalas de Temperatura
Escalas dependem das propriedades!
Termômetro de gás a volume constante
O gás se liquefazO líquido solidifica
Escala Kelvin
Tk=Tc+273,15
Temperaturas na Escala Kelvin
T p
T= Ttp p(T)/p(Ttp)
T= 273,16 p(T)/p(Ttp)
Expansão térmica
Dilatação Linear: Δ L = α L0 Δ T ⇒ (L = L0 + Δ )L (Δ T pequeno < 1s 00 oC)
Dilataç ão Volumétrica: Δ = V β V0 Δ T. ( β = 3α )
Material Coeficiente sd edilataçãolinear α [(oC)-1 ou K -1]
Aluminio 23 x 10-6
Cobre 17 x 10-6
Vidro comum 9 x 10-6
Vidro Pirex 3.2 x 10-6
Aço 11 x 10-6
Invar 0.7 x 10-6
Cristais se dilatam de modo diferente em direções diferentes. Neste caso, α é um tensor.
α não é constante α(To, ΔT)
Dilatação da água
Tensão térmica:
(Y = módulo de Young)
TYL
LY
A
FΔ−=
Δ−= α
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