Glossário (termodinâmica)

Termodinâmica
Processo de convecção.
Glossário de termodinâmica
Ramos Clássica Estatística Química
Leis Zero Primeira Segunda Terceira
Sistema termodinâmico Sistema termodinâmico Estado Equação de estado Gás ideal Gás real Estados físicos da matéria Equilíbrio Volume de controle Transformações Transformação termodinâmica Isobárica Isocórica Isotérmica Adiabática Isentrópica Isentálpica Politrópica Expansão livre Reversibilidade Irreversibilidade Ciclos Ciclo termodinâmico Máquinas térmicas Ciclo de refrigeração Eficiência termodinâmica
Grandezas físicas Funções de estado Nota: Variáveis conjugadas em itálico Propriedades extensivas e intensivas Calor Calor específico Condutividade térmica Densidade Energia Entropia Fluxo Potência Potencial químico Pressão Temperatura Título Trabalho Vazão Volume
Propriedades Capacidade térmica específica  $c=$ $T$ $\partial S$ $N$ $\partial T$ Compressibilidade  $\beta =-$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial p$ Dilatação térmica  $\alpha =$ $1$ $\partial V$ $V$ $\partial T$
Equações termodinâmicas Teorema de Carnot Lei dos gases ideais Relações de Maxwell Teorema da equipartição Teorema do virial Lei de Henry Lei de Boyle-Mariotte Equação de Van der Waals Raio de Van der Waals Lei de Charles
Potencial termodinâmico Potencial termodinâmico Energia livre Energia interna $U(S,V)$ Entalpia $H(S,p)=U+pV$ Energia livre de Helmholtz $A(T,V)=U-TS$ Energia livre de Gibbs $G(T,p)=H-TS$
História Cultura História Geral Leis dos gases Filosofia Demônio de Maxwell Teorias Teoria calórica Teoria do calor Vis viva ("força viva") Equivalente mecânico do calor Potência motriz
Cientistas Bernoulli Boltzmann Carnot Clapeyron Clausius Carathéodory Duhem Gibbs von Helmholtz Joule Maxwell von Mayer Onsager Rankine Smeaton Stahl Thompson Thomson van der Waals Waterston

A termodinâmica é o ramo da física que se dedica ao estudo das relações entre o calor e as restantes formas de energia. Analisa, por conseguinte, os efeitos das mudanças de temperatura, pressão, densidade, massa e volume nos sistemas a nível macroscópico. A base da termodinâmica é tudo o que diz respeito à circulação da energia, um fenômeno capaz de incutir movimento aos corpos.

Glossário

Temperatura

É a propriedade de um objeto que indica em que direção a energia calorífica vai fluir se o objeto é colocado em contato térmico com um outro. A Energia térmica flui de um objecto com temperatura mais alta para o outro de temperatura mais baixa. O ponto de referência na medição da temperatura é o ponto triplo da água, o qual está arbitrariamente registado com o valor de 273,6 K. Existem três escalas de temperatura normalmente usadas:

Escala em Centígrado ou Escala Celsius

Ponto fixo mais baixo = 0 °C

Ponto fixo mais alto = 100 °C

Escala Fahrenheit

Ponto fixo mais baixo = 32 °C

Ponto fixo mais alto = 212 °C

Escala de Reumer

Ponto fixo mais baixo = 0 °C

Ponto fixo mais alto = 80 °C

As três escalas estão relacionadas através da expressão

${\frac {C}{100}}={\frac {R}{80}}={\frac {F-32}{180}}$

A lei da Termodinâmica afirma que: se dois corpos X e Y estão separadamente em equilíbrio térmico com um outro corpo Z, então eles estão em equilíbrio entre si. No caso mais comum o corpo Z é um termômetro.

Calor específico

É a energia calorífica necessária para elevar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um Kelvin. A unidade no SI é JKg_-1K_-1.

Calorimetria

É o estudo concernente à medição do calor.

Calor específico latente

É a quantidade de calor necessária para mudar uma unidade de massa de uma substância, do estado sólido para o líquido, ou do líquido para o gasoso, sem que no entanto haja mudança de temperatura. Calor específico latente de fusão é a quantidade de calor necessária para mudar uma unidade de massa de uma substância do estado sólido para o líquido sem mudança de temperatura. Calor específico latente de vaporização é a quantidade de calor necessária para mudar uma unidade de massa de uma substância do estado líquido para o estado gasoso sem mudança de temperatura.

Lei de resfriamento de Newton

Diz que um corpo perde calor a uma taxa proporcional à diferença em temperatura entre o corpo e o ambiente e exige que a temperatura do corpo seja mais alta do que a do ambiente.

Radiação

É um processo no qual a energia é transmitida através de ondas electromagnéticas.

Primeira Lei da Termodinâmica

Diz que se um sistema termicamente isolado é trazido de um equilíbrio térmico para o outro, o trabalho necessário para se estabelecer essa mudança não depende do processo usado.

Número de Avogadro

É o número de partículas unitárias numa mole de uma substância. A partícula unitária pode ser um átomo, molécula, ião, electrão, fotão, etc. O Número de Avogadro pode ser dado como o número de átomos em 0,012 kg de ¹²C. O símbolo do Número de Avogadro é N_A e é igual a N_A 6,02252 x 10²³.

Estado

O estado descreve a condição física de uma dada amostra de gás. Quatro grandezas descrevem o estado do gás. Essas grandezas são temperatura, pressão, volume e massa.

Gás ideal

É um gás hipotético com moléculas de tamanho desprezível, entre as quais não se exercem forças de interação.

Teoria cinética dos gases

É a teoria baseada na suposição de que toda a matéria é constituída de partículas bastante pequenas, em constante movimento desordenado que experimentam choques perfeitamente elásticos.

Ciclo

É um processo no qual um conjunto de operações tomam lugar numa certa sequência, de modo que, no fim do conjunto de operações se restabelecem as condições iniciais. No caso de máquinas o combustível do trabalho podem ser no formo um gás f e depois submetidos a uma série de mudanças em pressão, volume e temperatura retorna para a sua forma original.

Ciclo de Carnot

É um ciclo (de expansão e compressão) de uma máquina térmica reversível idealizada, que trabalha sem percas de calor.

Energia interna

É a energia que um sistema possui. Esta energia depende do estado interno do sistema, determinado pela sua pressão, temperatura e composição. A energia cinética de movimento de cada molécula ou ião, a energia cinética e energia potencial dos electrões e outras partículas em cada molécula ou ião, contribui para a energia interna do sistema. Trabalho e calor são processos de transferência de energia para e do sistema, e, portanto, da mudança da energia interna. Pode-se dizer que a mudança da energia interna (U) é igual ao calor (q) fornecido ao sistema menos o trabalho efetuado (W) sobre o sistema.

$U=q-W$

Entropia

É a medida do grau de desordem num sistema; quanto mais desordenado estiver um sistema, tanto maior é a sua entropia. A desordem pode ser o caos molecular, por exemplo, quando um líquido muda para gás à mesma temperatura, a entropia cresce, pois as moléculas do gás estão desordenadas do que as do líquido. Do mesmo modo, a mistura de dois gases tem maior entropia do que os dois gases em separado. Uma mudança de entropia ocorre quando o sistema absorve/cede calor; a mudança na entropia é medida como a variação do calor dividido pela temperatura em que a mudança toma lugar; então $\scriptstyle dS=dq/T$ onde dS é a variação da entropia. À entropia de um cristal perfeito de cada elemento ou composto é dado um valor zero como referencial à temperatura do zero absoluto.

Máquina térmica

É um dispositivo que converte a energia térmica em outras formas de energia como mecânica, eléctrica, etc. As máquinas térmicas são dispositivos cíclicos:

a. o calor é absorvido de um reservatório a alta temperatura;

b. o trabalho é realizado pela máquina;

c. o calor é expelido pela máquina para um reservatório a baixa temperatura;

d. a máquina retorna para o estado inicial.

Segunda lei da Termodinâmica

Diz que é impossível para uma máquina que opere por si só, trabalho em ciclo e sem que receba energia do meio exterior, consiga transferir calor de um corpo a uma temperatura baixa para um outro a temperatura mais elevada. Noutras palavras, o calor não pode fluir de um corpo frio para um corpo quente sem ajuda de um agente externo.

Processos termodinâmicos

São transformações que tomam lugar num sistema termodinâmico. Eles são de dois tipos.

Processo reversível

É um processo no qual a transformação pode ser repassada no sentido inverso. Todas as transformações isotérmicas e adiabáticas que são conduzidas muito lentamente são exemplos de processos reversíveis se nessas transformações for assumido que nenhum calor é libertado em atrito ou para a vizinhança.

Processo irreversível

É um processo que não pode ser repassado. Trabalho feito contra o atrito, o aquecimento devido ao fluxo da corrente através de um condutor, são exemplos de processos irreversíveis.

estes podem também ser classificados como:

Isotérmico

É um processo que ocorre a temperatura constante.

Isobárico

É um processo que ocorre a pressão constante.

Isovolumétrico

É um processo que ocorre a volume constante.

Adiabático

É um processo que ocorre sem transferência de calor.

Ver também

• Termodinâmica

Calor

Volume