Termodinâmica e Máquinas Térmicas

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Termodinâmica e Máquinas Térmicas por Mind Map: Termodinâmica e Máquinas Térmicas

1. Clasius e a entropia

1.1. Conteúdo transformacional

1.2. Equilíbrio termodinâmico ocorria quando a entropia alcançava seu máximo

1.3. Organização de sistemas dinâmicos

1.4. Fenômenos irreversíveis

1.5. Energia que não se pode reaproveitar: energia desgradada

1.6. ΔS = Q/T

2. e = Qf/ τF

2.1. Indica quanto de calor foi retirado da fonte

3. Quantidade total de energia em um sistema isolado permanece constante

4. Observou que tinha diferença na cor do sangue arterial e do veneso, pois havia diferença na quantidade de gás oxigênio e carbônico. Quanto mais oxigênio, mais forte será a cor do sangue.

4.1. Em regiões mais quentes o corpo não precisa de tanto oxigênio, por isso difere.

4.1.1. Calor como forma de energia

4.1.2. 1 cal = 4,186

5. Máquinas Primitivas

5.1. Alavanca

5.1.1. Uso da força

5.1.2. Sem produção de movimento

5.1.3. Máquina simples

5.1.3.1. Arquimedes

5.2. Heron de Alexandria

5.2.1. Uso dos 5 mecanismos: avança, polia, molinete , cunha e parafuso

6. Máquinas de moto-perpétuo

6.1. Utilizam a energia gerada por si mesma

7. Revolução industrial s aperfeiçoamento histórico de máquinas térmicas

7.1. Grandes inovações tecnológicas e econômicas

7.2. Trabalho em processos termodinâmicos

7.2.1. Trabalho de um gás

7.2.1.1. Fórmula: τf= p. ΔV

7.2.1.1.1. Processo isobárico

7.2.1.2. Transformação de calor em trabalho

7.3. Trabalho de uma força e potência

7.3.1. Quantidade de trabalho de uma força

7.3.1.1. Pot= τF/Δt

7.3.1.1.1. Pot: Potência em W

7.3.1.1.2. τF= trabalho de uma força em Joules

7.3.1.1.3. Δt: Intervalo de tempo em S

8. Processos cíclicos: a máquina térmica

8.1. Sadi Carnot

8.2. Máquina térmica operaria em ciclos

8.3. Começa e termina em um mesmo estado termodinâmico

8.3.1. Estado termodinâmico: conjunto de valores das prioridades de um sistema

8.4. Usado para determinar o calor recebido e trabalho executado pela máquina, para assim medir o rendimento: n = τf/Q

8.4.1. Sendo, n = rendimento; τf = trabalho de uma força em Joules e Q = quantidade de calor recebido em Joules

8.5. Máquina eficiente: transforma a maior parte do calor que recebe em energia

8.5.1. Fornece trabalho continuamente

8.5.2. Parte do calor sempre é desperdiçado

8.5.3. Para voltar de B até A são processos diferentes

8.6. Para se representar um processo termodinâmico cíclico usa-se p X V no diagrama

8.7. Trabalho realizado pelo gás: τF = τab + τbc + τcd + τda

8.8. Troca de calor entre gás e meio externo

8.8.1. Calor total trocado, é a soma de calores em cada etapa: Q = Qab + Qbc + Qcd + Qda

8.8.2. Quando recebe calor: Q > 0 | gás aquecido

8.8.3. Quando perde calor: Q < 0 | gás resfriado

9. Processos adiabáticos

9.1. Transformação sem troca de calor do meio externo com o gás

9.2. Temperatura, volume e pressão variam simultaneamente

10. Ciclo de Carnot

10.1. Princípio de Carnot: Máquina térmica trabalha em ciclos, em temperaturas diferentes e o rendimento depende da diferença dessas temperaturas

10.2. Fonte externa: temperatura absoluta representada por Tq

10.3. Gás absorve quantidade de calor positivo e transforma em trabalho e Qf negativo é rejeitado na fonte fria (Tf)

10.4. Rendimento da máquina: n = 1 Tq/Tf

10.5. Rendimento era independente da substância de trabalho

10.6. Ciclo de Carnot: compreensão adiabática, expansão isotérmica, expansão adiabática e compreensão térmica

10.7. Maior rendimento, não é possível alcançar através da prática. Nenhuma máquina térmica que opera em ciclos e com troca de temperaturas tem o rendimento tão alto quanto as que utilizam o Ciclo de Carnot

11. 1ª lei da Termodinâmica

11.1. Julius Robert von Meyer

11.2. Joule

11.2.1. Energia potencial da queda —> Quantidade de calor transferida

11.3. Hermann von Helmholtz

11.3.1. Afirmou que uma energia podia transformar uma na outra e a energia do universo era constante

11.3.2. Princípio de conservação de energia

11.4. Energia interna

11.4.1. Temperatura está associada a quantidade de energia armazenada

11.4.2. Soma das energias cinéticas de translação dos átomos do gás

11.4.2.1. U = 3/2 n . R . T

11.4.2.2. U: Energia interna

11.4.2.3. n: quantidade de matéria em mol

11.4.2.4. R: Constante real dos gases

11.4.2.5. T: Temperatura

11.4.3. Variação da energia interna do gás

11.4.3.1. ΔU = Uf - Ui

11.4.3.1.1. Aplicando a da energia interna: ΔU = 3/2n . R . ΔT

11.4.4. Não se cria e não se destrói, só se transfere

11.4.5. O calor que o gás cede ou recebe só pode se transformar em trabalho realizado pelo gás

11.4.5.1. Q = τF + ΔU

12. 1ª lei e transformações termodinâmicas

12.1. Transformação isocórica

12.1.1. Volume constante, sem variação de volume, gás não realiza trabalho

12.1.2. Q = ΔU

12.1.3. Variação da energia interna do gás é igual ao calor fornecido ou perdido pra ele

12.1.3.1. Se gás recebe calor, energia interna sobe. Se perde, se reduz e a temperatura também.

12.2. Transformação isobárica:

12.2.1. Pressão constante

12.2.1.1. τF = p. ΔV

12.3. Transformação isotérmica:

12.3.1. Temperatura constante

12.3.1.1. Q = τF

12.4. Transformação adiabática:

12.4.1. Não há troca de calor entre o meio ambiente e gás

12.4.2. ΔU = -τF

13. 1ª lei e máquina térmica

13.1. Motor a combustão

13.1.1. Ciclo de Otto

13.1.1.1. Quatro tempos: admissão, compreensão, escape e combustão

13.1.1.2. Nesses motores a fonte quente é obtida da explosão de combustível

14. 2ª lei da termodinâmica

14.1. Calor que se transformava em trabalho era reversível

14.2. Sentido das transformações indica se é positivo ou negativo