Termodinamica (tarbalho e substancias puras)

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ESCOLA TÉCNICA PROFISSIONAL CURSO TÉCNICO EM REFRIGERAÇÃO E CLIMATIZAÇÃO

TERMODINÂMINA TRABALHO E SUBSTANCIAS PURAS

CURITIBA 2012

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TERMODINÂMICA

Trabalho
Em Física, o termo trabalho tem um significado muito preciso que não coincide com o que é usado na vida cotidiana. Trabalho é energia transferida por meio da aplicação de uma força durante um deslocamento. É calculado multiplicando-se aforça aplicada ao corpo pela distância que ele percorre na mesma direção.

A equação que permite calcular o valor do trabalho é: alfa

= F " d " cos

Unidades de trabalho O trabalho é o produto de uma força multiplicada por uma distância. Então:

A unidade de trabalho é obtida multiplicando-se as unidades correspondentes de força e de distância.

A unidade de trabalho no SI chama-se joule (J) e édefinida como o trabalho realizado por uma força de 1 newton que produz um deslocamento de 1 metro na direção em que atua. Assim: 1J=1N"1m

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Consideremos um gás contido num cilindro provido de êmbolo (ou pistão) Ao se expandir, o gás exerce uma força no êmbolo, que se desloca no sentido da força. Observe que o trabalho realizado pelo gás deslocando o êmbolo, faz o volume do gás aumentar, sendoassim o trabalho será considerado positivo.

Ao ser comprimido, o gás sofre a ação de uma força exercida pelo êmbolo. Observe que o trabalho realizado sobre o gás, faz o seu volume diminuir, sendo assim o trabalho será considerado negativo.

O trabalho realizado pelo gás ou sobre o gás, será calculado através da seguinte expressão:

t ( tau ) ... Medido em joules ( S.I ) ou cal.
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P ... Pressão dogás medida em N / m ( S.I ).
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V ... Volume final do gás, medido em m ( S.I ).
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Vo ... Volume inicial do gás, medido em m

ATENÇÃO NAS SEGUINTES UNIDADES: 1 m = 1000 litros = 10 cm = 10
3 6 3 3

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TEORIA CINÉTICA DOS GASES A teoria cinética dos gases relaciona os conceitos de temperatura, volume e pressão com as leis e princípios da mecânica clássica. Nesta teoria admite-se um gás confinado. Ovolume é simplesmente o espaço ocupado pelas moléculas de um gás, confinado ou não, ou seja, o volume de que as moléculas de um gás dispõem em seu movimento no espaço. A pressão é o resultado do choque das moléculas com as paredes do recipiente que as aloja ou, mais geralmente, com qualquer barreira interposta em seus movimentos, ou, ainda, com o peso total do gás sobre uma superfície, como é ocaso da pressão atmosférica. Durante o choque com paredes as moléculas transferem quantidade de movimento, provocando a pressão sobre estas paredes. A temperatura do gás é uma medida macroscópica da energia cinética das moléculas do gás: quanto maior a agitação das moléculas, maior é sua pressão nas paredes e maior é sua temperatura.

Pressão A densidade depende da pressão. Mas, o que é a pressão?A pressão é a força a que um objeto está sujeito dividida pela área da superfície sobre a qual a força age. Definimos a força aqui como sendo uma força agindo perpendicularmente à superfície. Pressão : P = F / A (A força é aplicada perpendicularmente à área A)

Temperatura - Quando se misturam dois gases, a temperatura de equilíbrio é igual para os dois. Deduz-se das leis da Mecânica Estatística,aplicadas a um grande número de pequenas esferas elásticas, que, quando se atinge o equilíbrio estatístico (em média), em virtude dos choques mútuos, a energia cinética média se distribui igualmente entre todas as esferas (Teorema da eqüipartição da energia). Assim, a energia cinética média, nas condições de equilíbrio térmico, deve ser igual para os dois gases, ou seja,

Esta relação conduz àhipótese de que a energia cinética molecular média seja uma indicação da temperatura do gás. Toma-se, então, como definição de temperatura, na teoria cinética dos gases, a expressão

onde k é uma constante universal independente da natureza do gás, chamada Constante de Boltzman e mmol a massa de uma molécula do gásmmol = m/N e N é o número de Avogadro. Isto equivale a supor que a energia cinética...
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