Termodinâmica

1. Estuda a troca de matéria e a troca de energia pelo trabalho e pelo calor entre sistemas ou entre um sistema e sua vizinhança. Trabalha com os estados de equilíbrio e com as propriedades macroscópicas que caracterizam os sistemas.

1.1. 1ª Lei da Termodinâmica

1.1.1. Representa a aplicação do princípio de conservação da energia a sistemas termodinâmicos.

1.1.1.1. Transformação Isobárica

1.1.1.1.1. A pressão se mantém constante, volume e temperatura variam.

1.1.1.1.2. W = p . ΔV = p.(Vf - Vo)

1.1.1.2. Transformação Isotérmica

1.1.1.2.1. A temperatura se mantém constante e a pressão e o volume variam.

1.1.1.2.2. Q = W + ΔU

1.1.1.3. Transformação Isovolumetrica

1.1.1.3.1. O volume é constante, a pressão e temperatura são variavéis.

1.1.1.3.2. Q = W + ΔU

1.1.1.4. Transformação Adiabática

1.1.1.4.1. Não ocorem trocas de calor entre o sistema e o meio externo.

1.1.1.4.2. Q = 0

1.1.2. Se um sistema troca energia com a vizinhança por calor e por trabalho, então a variação da sua energia interna é dada por: ΔU = Q − W

1.1.2.1. ΔU = Variação de energia interna Q = Quantidade de Calor W =Trabalho

1.2. 2ª Lei da Termodinâmica

1.2.1. São processos irreversíveis. Estabelece condições para que as transformações termodinâmicas ocorram. Ela diz que para um sistema realizar conversões de calor em trabalho, ele precisa realizar ciclos entres fontes de calor quente e fria de forma sucessiva.

1.2.1.1. Enunciado de Kelvin

1.2.1.1.1. é impossível a construção de uma máquina que, operando em um ciclo termodinâmico, converta toda a quantidade de calor recebido em trabalho;

1.2.1.2. Enunciado de Clausius

1.2.1.2.1. o calor não pode fluir, de forma espontânea, de um corpo de temperatura menor, para um outro corpo de temperatura mais alta;

1.2.1.3. Enunciado pela Entropia

1.2.1.3.1. essa lei também se baseia no conceito de entropia (é a medida de grau de desordem de um sistema). A entropia de um sistema isolado não se altera, pois esse sistema não troca energia e nem matéria com a vizinhança.

1.3. Lei Zero

1.3.1. A Lei Zero indica as condições para o equilíbrio térmico. Essa lei afirma que se dois corpos A e B estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si. Desse modo, quando dois corpos com temperaturas diferentes entram em contato, o corpo que estiver mais quente transfere calor para o que estiver mais frio.

2. Conceitos

2.1. Temperatura: Agitação das moléculas

2.2. Calor: Trata-se da energia térmica em trânsito motivada pela diferença de temperatura entre dois corpos

2.3. Energia : Capacidade de um corpo realizar trabalho

3. Ciclos Termodinâmicos

3.1. são processos que um sistema realiza a fim de se obter trabalho do sistema ou de se realizar trabalho sobre o sistema.

3.1.1. Ciclo de Otto (motor a gasolina)

3.1.2. Ciclo Diesel (motor a diesel)

3.1.3. Ciclo de Stirling (motor de fontes de diferentes temperaturas)

3.1.4. Ciclo de Carnot (ciclo termodinâmico considerado ideal

4. Tranformações gasosas que ocorrem durante o funcionamento de um motor de automóvel

4.1. Admissão: Nessa fase o pistão está descendo com a válvula de admissão aberta para permitir a entrada de uma mistura de ar com gasolina. Durante a admissão à pressão permanece constante e igual à pressão atmosférica e o volume aumenta

4.2. Compressão: As válvulas estão fechadas, impedindo a entrada e a saída de matéria. O pistão sobe e, em conseqüência, o volume da mistura de ar com gasolina diminui e a pressão aumenta.

4.3. Explosão seguida de expansão: Quando o pistão atinge seu ponto mais alto, ocorre a explosão da mistura de ar com gasolina.

4.4. Escape: Quando o pistão atinge o ponto mais baixo, a pressão no interior do cilindro é ainda maior que a atmosférica. Neste instante a válvula de escape se abre. A pressão passa a ser igual à atmosférica