Conceitos Termodinâmica Física

Conceitos Termodinâmica Física

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Termodinâmica I

PARTE 1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS

Estuda a ENERGIA e suas transformações. Fornece a base científica para a análise dos processos de conversão de energia

Permite verificar a eficiência do uso da energia: custo e fatores ambientais envolvidos no processo de conversão.

Permite entender da tendência futura energia - consumo e seu impacto sócio – econômico.

O estudo da termodinâmica é voltado a 2 formas principais de energia: CALOR e

São baseadas na experiência.

Lei zero: Descreve a possibilidade de definir a temperatura dos objetos. 1ª Lei: Princípio da Conservação de energia

2ª Lei: - Permite - descrever a direção dos processos - calcular a eficiência de equipamentos e ciclos termodinâmicos

- verificar se é possível ou não a ocorrência de um processo.

3ª Lei: Se ocupa das propriedades da matéria a temperaturas muito baixas

1. SISTEMA

Objeto de análise identificado para estudo das interações (trocas de energia e/ou matéria) com o meio externo.

- A composição da matéria dentro do sistema pode ser fixa ou variável. - A forma ou o volume do sistema não é necessariamente constante.

Vizinhança: Tudo externo ao sistema.

Fronteira: Separa o sistema do meio externo ou vizinhança. Pode estar em repouso ou movimento.

Qualquer análise termodinâmica começa com a seleção do sistema, fronteira e vizinhanças

2. TIPOS DE SISTEMAS a) Isolados: não trocam matéria ou energia com o meio externo. b) Fechados: Não trocam matéria, mas podem permutar energia. c) Abertos: Podem trocar matéria e energia com sistemas vizinhos.

gás

Embolo Móvel Fronteira Móvel

Fronteira Imaginária

Fronteira RealQ vizinhança vizinhança vizinhança vizinhança gás

Embolo Móvel Fronteira Móvel

Fronteira Imaginária

Fronteira RealQ gás

Embolo Móvel Fronteira Móvel

Fronteira Imaginária

Fronteira RealQ vizinhança vizinhança vizinhança vizinhança

Sistema Fechado m = constante massa

energia SIM

NÃOSistema Fechado m = constante massa energia SIM NÃO

Sistema Fechado

Volume de controle

Superfície de controle massa SIM

Energia SIM

Volume de controle

Superfície de controle massa SIM

Energia SIM Sistema aberto.

Macroscópico(Termodinâmica Clássica):

3. TRATAMENTO MACRO E MICROSCÓPICO

Relacionado ao comportamento ou efeitos totais ou médios de moléculas que compõe o sistema.

Não interessam detalhes moleculares e estrutura atômica.

Microscópico(Termodinâmica estatística):

Quando se considera a natureza molecular e atômica da matéria.

Para aplicações envolvendo laser, escoamento de gás a alta velocidade, cinética química, criogenia, cálculo de propriedades, etc.

4. PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS

São características macroscópicas do sistema. Ex: massa, volume, pressão, temperatura, etc.

Propriedades Extensivas

• valor da propriedade para um sistema global é a soma de seus valores para as partes nas quais o sistema é dividido.

• dependem da quantidade de matéria contida no sistema

• podem variar com o tempo.

Ex: massa, volume, energia interna, entalpia, entropia.

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