FIS - Termodinâmica

Question 1

O que representa o U, τ e Q?

Answer 1

U: energia interna
τ: trabalho
Q: quantidade de calor

Question 2

O que é a energia interna de um gás?

Answer 2

→soma de todas as energias internas de um sistema

→No gás ideal, a energia interna é a energia de movimento de suas partículas(Ec)

Question 3

Qual a relação da energia interna com a temperatura?

Answer 3

↑T ↑U

↓T ↓U

Question 4

Qual a fórmula da Lei de Joule?

Answer 4

U=3/2.n.R.T

Question 5

O que diz a 1º Lei da Termodinâmica?

Answer 5

→baseia-se no princípio da conservação da energia
Q=τ+ΔU
(τ=P.ΔV) (ΔU=3/2.n.R.T)
→convenção de sinais para:
Q: recebe+/perde-
τ: realiza+/sofre-
ΔU: aumenta+/diminui-
✱A ΔU é NULA em uma transformação cíclica

Question 6

O que é um processo isotérmico e suas características?

Answer 6

→ΔT=0 e ΔU=0
→não há variação de energia interna
→o calor recebido é usado integralmente para realizar trabalho
→Q=τ
→gráfico com hipérbole decrescente

Question 7

O que é um processo isovolumétrico e suas características?

Answer 7

→não realiza trabalho devido a não variação de volume
→o calor recebido é usado integralmente para aumentar a energia interna
→Q=ΔU
→gráfico com reta vertical pra cima e pra baixo

Question 8

O que é um processo isobárico e suas características?

Answer 8

→reta horizontal

Question 9

O que é um processo adiabático e suas características?

Answer 9

→transformação em que não há troca de calor entre o sistema e o meio externo
→ocorre muito rapidamente(processo explosivo)
→Q=0
→τ=-ΔU
→gráfico com isotermas passando de um ponto A para um ponto B(linha adiabática)

Question 10

O que são máquinas térmicas?

Answer 10

→convertem energia térmica em energia mecânica
→operam em ciclos
-estado final do gás é igual ao estado inicial
-ΔU=0

Question 11

Qual a fórmula do rendimento das máquinas térmicas?

Answer 11

η=τ/Qq

η=1-|Qf|/|Qq|

Question 12

V ou F - Máquinas térmica trabalham com rendimento igual a 100%

Answer 12

Falso!

Question 13

Qual a fórmula e características da eficiência de um refrigerador?

Answer 13

✱refrigeradores necessitam de um agente externo, pois o seu fluxo de calor não é espontâneo
β=|Qf|/τ
✱refrigeradores podem ter rendimento superior a 100%, pois não realizam processos espontâneos

Question 14

O que é o ciclo de carnot?

Answer 14

→demonstra que é impossível criar uma máquina térmica perfeita(rendimento 100%)
→determina o máximo rendimento de uma máquina entre duas temperaturas dadas

Question 15

Como é o ciclo de carnot?

Answer 15

A→B: expansão isotérmica(τ, ΔU=0)
B→C: expansão adiabática(τ, ↓ΔU, Q=0)
C→D: compressão isotérmica(τ-, ΔU=0)
D→A: compressão adiabática(τ-, ↑ΔU, Q=0)

Question 16

Qual a fórmula do rendimento de carnot?

Answer 16

η=1-TF/TQ

Question 17

Quais a existências de outros ciclos?

Answer 17

Diesel e Otto(ciclos reais)

Question 18

O que diz a 2º Lei da Termodinâmica?

Answer 18

→(enunciado de Plank): é impossível construir uma máquina que, operando em transformações cíclicas, tenha como único efeito transformar completamente em trabalho a energia térmica recebida de uma fonte quente
→(enunciado de Clausius): é impossível uma máquina, sem ajuda de um agente externo, conduzir calor de um sistema para outro que esteja a uma temperatura maior

Question 19

V ou F - Em nossa realidade, nenhum processo é 100% reversível, mas alguns são aproximados

Answer 19

Verdadeiro!

Question 20

Quais os fatores da irreversibilidade?

Answer 20

→atrito
→expansão desenfreada
→mistura de dois fluidos
→transferência de calor através de uma diferença de temperatura finita
→resistência elétrica
→colisões inelásticas
→reações químicas

Question 21

O que é Entropia?

Answer 21

→mede o grau de desordem de um sistema
→descrever uma dispersão ou degradação de energia
→mais entropia significa maior dispersão ou degradação de energia

Question 22

Qual a fórmula do cálculo básico de entropia?

Answer 22

ΔS=ΔQ/T