Termologia Flashcards
O que é temperatura? O que é calor? O que é equilíbrio térmico?
Grau de agitação das moléculas
Energia térmica em trânsito devido a uma diferença de temperatura
A temperatura em que dois corpos não trocam calor, em que não há fluxo de calor
Como comparar escalas termométricas matematicamente? O que é uma equação termométrica?
Utilizando a relação:
Fim(f): Topo da escala termométrica
Meio(m): Meio da escala termométrica
Início(i): Base da escala termométrica
meio - início meio - início
—————– = —————–
fim - início fim - início
EQUAÇÃO TERMOMÉTRICA é a equação extraída da relação acima, é a função que relaciona duas escalas termométricas.
Quais são as 3 escalas termométricas clássicas? Qual a relação matemática entre elas?
°C (Celcius), °F (fahrenheit) e K (Kelvin)
Tc/100 = Tf-32/180 = Tk-273/100
O que é dilatação térmica? Quais os 3 fatores que influenciam a dilatação?
É o efeito de aumento de volume devido ao aumento da temperatura.
Tamanho inicial, material e a variação de temperatura.
Quais são os 3 tipos de dilatação térmica? Quais suas fórmulas?
Dilatação Linear: △L = Lo . α . △T
Dilatação Superficial: △S = So . β . △T
Dilatação Volumétrica: △V = Vo . γ . △T
Como funciona a dilatação anômala da água?
De 0°C a 4°C a água mesmo em processo de aquecimento diminui de volume devido a quebra gradual das ligações de hidrogênio que num primeiro momento faz com que as moléculas de água se aproximem apesar do aquecimento.
O contrário também acontece, de 4°C a 0°C mesmo sob resfriamento a água dilata.
Em resumo, De 0°C a 4°C a água mesmo sobre aquecimento contrai.
E de De 0°C a 4°C a água mesmo sobre resfriamento dilata.
O que é importante ter em mente em problemas de dilatação de líquidos?
A dilatação do líquido é igual a dilatação do recipiente adicionada a dilatação aparente.
Dilatação do recipiente: É o o aumento de volume do recipiente.
Dilatação aparente: É o volume de líquido que transbordou devido à dilatação.
O que é calor sensível? O que é calor latente?
Calor sensível: Calor que causa variação de temperatura.
Calor latente: Calor que causa mudança de estado físico.
O que é capacidade térmica? Como calculá-la?
A capacidade térmica é uma propriedade relacionada a um corpo/objeto como um todo e não ao material de ele é feito apenas.
É quanto de calor um corpo deve receber para variar a sua temperatura em determinada variação.
C = Q / △T
Quantos joules tem 1 caloria?
1 caloria é aproximadamente 4,2 joules
O que é calor específico? Como calculá-lo?
Calor específico é a quantidade de calor necessária para variar em 1°C a temperatura de 1g de um material específico.
c = Q / m . △T
ou
Q = m . c . △T
Como calcular a quantidade de calor sensível?
Q = m . c . △T
m: Massa
△T: Variação de temperatura
c: Calor sensível
Como calcular a quantidade de calor latente?
Q = m . L
m: Massa que vaporizou (mudou de estado físico)
L: Característico da substância, calor latente da mudança de estado.
Como determinar a temperatura de equilíbrio térmico de um sistema?
Seguindo o princípio das trocas de calor.
Ao analisar um sistema com objetos de variadas temperaturas, para determinar a temperatura do equilíbrio térmico basta somar todas as quantidades de calor sensíveis, igualá-las a zero, e encontrar o valor da temperatura final.
Ex: Café: c = 1cal/g°C // Leite: c = 1cal/g°C
Mistura de 100g de café a 80°C e 40g de leite a 20°C
Qcafé + QLeite = 0
m(café).c(café).△T(café)+m(leite).c(leite).△T(leite)=0
100.1.(Tf-80) + 40.1.(Tf-20) = 0
100Tf - 8000 + 40Tf - 800 = 0
10Tf - 800 + 4Tf - 80 = 0
14Tf = 880
Tf = 63°C
Como calcular a potência térmica?
É a energia térmica consumida/produzida num intervalo de tempo.
P = E / △T
Joule por segundo
P(térmica) = Q / △T
Caloria/minuto
Quais são as 3 formas de transferência de calor?
Condução: Pela vibração de átomos e moléculas, é mais eficaz em sólidos.
Convecção: Pelo deslocamento de matéria devido a diferença das densidades, é mais eficaz em fluidos.
Radiação ou irradiação: Por meio de ondas eletromagnéticas (Raios infravermelhos) emitidas por qualquer tipo de matéria.
Como analisar as trocas de calor entre gases?
Válido para substâncias no estado gasoso e que não vão mudar de estado físico.
Obedecem a equação de clapeyron:
PV = nRT
Quais as unidades mais comuns para pressão? Relacione-as.
Pressão: 1ATM = 105Pascal = 760mmHg
Quais as unidades mais comuns para volume? Relacione-as.
1m³ = 10³ L = 10^6 cm³
Quais as unidades mais comuns para temperatura? Relacione-as.
Use Kelvin SEMPRE.
Tc/100 = Tf-32/180 = Tk-273/100
Quais são os 3 tipos de transformações gasosas com
uma constante? Qual a relação matemática possível para analisar cada uma?
Isobárica: Pressão constante
V1/V2 = T1/T2
Isocórica: Volume constante
P1/P2 = T1/T2
Isotérmica: Temperatura constante
P1V1 = P2V2
Como analisar uma transformação gasosa sem propriedades constantes?
P1.V1/n1.R.T1 = P2.V2/n2.R.T2
O que é energia interna de um corpo? Como calcular a energia interna de um gás monoatômico?
O que significa uma variação de energia interna positiva, negativa ou nula?
É a soma de todas as energias que atuam num corpo (movimento, vibração, ligações, etc).
U = 3/2.P.V ou U=3/2.n.R.T
△U > 0 Quando a temperatura ou o produto (P.V) do gás aumenta.
△U < 0 Quando a temperatura ou o produto (P.V) do gás diminui.
△U = 0 Quando não há variação das energias.
Como analisar o trabalho termodinâmico de um gás? Como calculá-lo? O que significa um trabalho positivo, negativo ou nulo?
Quando há uma expansão o gás realiza trabalho.
Quando há uma compressão o gás recebe trabalho, ou melhor, o meio realiza trabalho sobre o gás.
W(mecânico) = F.d
Válido para forças constantes
W(termodinâmico) = P.△V
Válido para pressões constantes
W > 0 Expansão
W < 0 Compressão
W = 0 Sem alteração de volume
O que diz a primeira lei da termodinâmica? Qual a lei matemática que a descreve?
É a lei da conservação da energia. Diz que toda energia em um sistema é sempre conservada em suas interações e se encontra na forma de energia interna e trabalho.
Q = △U + W ou △U = Q - W
Q: Quantidade de calor
W: Trabalho
△U: Variação de energia interna
Ao analisar transformações segundo a primeira lei da termodinâmica, o que significam um Q, △U e W positivos, negativos ou nulos?
Q > 0 Absorve calor
Q < 0 Libera calor
Q = 0 Transformação adiabática (sem troca de calor)
△U > 0 Gás aquece
△U < 0 Gás resfria
△U = 0 Transformação isotérmica (produto P.V constante)
W > 0 Gás realiza trabalho
W < 0 Gás sofre trabalho
W = 0 Transformação isovolumétrica
Ao analisar transformações segundo a primeira lei da termodinâmica, o que significam um Q, △U e W positivos, negativos ou nulos?
Q > 0 Absorve calor
Q < 0 Libera calor
Q = 0 Transformação adiabática (sem troca de calor)
△U > 0 Gás aquece
△U < 0 Gás resfria
△U = 0 Transformação isotérmica (produto P.V constante)
W > 0 Gás realiza trabalho
W < 0 Gás sofre trabalho
W = 0 Transformação isovolumétrica
O que é uma transformação adiabática?
É uma transformação gasosa onda não há troca de calor.
O que é uma transformação cíclica? Como analisar o trabalho de uma transformação cíclica?
É uma transformação onde as condições de pressão, temperatura e volume são iguais no início e no fim, e por isso a variação de energia interna é igual a zero.
Q = △U + W
△U = 0
/// Q = W ///
O trabalho de um ciclo pode ser positivo ou negativo, deve ser analisado pela regra da área para cálculo do trabalho, ou seja, o trabalho é numericamente igual á área da figura no gráfico P x T.
W > 0 Ciclo no sentido horário -> Motor
W < 0 Ciclo no sentido anti-horário -> Refrigerador
O que diz a segunda lei da termodinâmica?
É a lei das máquinas térmicas.
Diz que no motor, a expansão de um gás, pela queima de combustível que ocorre nos cilindros, transforma a energia em trabalho.
E no refrigerador, a expansão de um líquido superaquecido em alta pressão tornando-o um vapor subresfriado em baixa pressão, pela ação de um mecanismo compressor/condensador/expansor, transforma o trabalho da expansão do fluido em energia/resfriamento pela absorção de calor do ambiente pela diferença de temperatura.
Como analisar matematicamente máquinas térmicas segundo a segunda lei da termodinâmica?
Q1: Energia da fonte quente
Q2: Energia da fonte fria
W: Trabalho
Motor: Transforma energia em trabalho
Q1 = Q2 + W
Q1 = Calor total produzido
Q2 = Calor desperdiçado perdido para o meio
W = Trabalho útil produzido
Refrigerador: Utiliza o trabalho de um fluido para produzir energia.
Q1 = Q2 + W
Q1 = Calor Rejeitado para o meio externo
Q2 = Calor Roubado do meio refrigerado
W = Trabalho realizado pela máquina
O que é o rendimento do motor? Como calculá-lo?
É quanto de energia útil foi utilizada a partir do total de energia produzida.
n = Energia útil/Energia consumida
n = W / Q1
W = Trabalho produzido/realizado
Q1 = Energia total produzida
O que é a eficiência do refrigerador? Como calculá-la?
É quanto a energia do trabalho realizado foi capaz de roubar de energia do meio refrigerado.
e = energia útil/Energia consumida
e = Q2 / W
Q2 = Calor roubado do meio refrigerado
W = Trabalho/energia realizado para comprimir o fluido refrigerante
O que é o ciclo de Carnot? Quais as duas relações matemáticas válidas para o ciclo de Carnot?
É um ciclo de 4 transformações gasosas onde o rendimento da máquina térmica é máximo.
São duas transformações adiabáticas e duas transformações isotérmicas.
Rendimento
n = 1 - T1/T2
Relação de Carnot
Q1/Q2 = T1/T2
