Guia de Termodinâmica: Conceitos e Exercícios Resolvidos

Conceitos Fundamentais de Termodinâmica

• Isobarica: É quando a pressão dos gases permanece constante e o volume aumenta ou diminui proporcionalmente à variação da temperatura.
• Isotérmica: É quando ocorre transformação com temperatura constante, variando o volume e a pressão para a mesma massa de gás.
• Adiabática: É a transformação em que não há trocas de energia térmica entre o sistema e o meio exterior.

Zero Absoluto

Estabelece um ponto de referência absoluta para a determinação da entropia, representado pelo estado derradeiro de ordem molecular máxima e mínima de energia (-273,15 ºC).

Máquinas Térmicas e Refrigeradores

• O que não é uma máquina térmica: Motor de combustão interna de veículos e aquecedor solar.
• Elementos do refrigerador (exceto): Motor ventilador e bico injetor.
• Funcionamento do evaporador: O evaporador recebe o calor do alimento que contém fluido refrigerante circulando, e o calor cedido pelo alimento ao fluido é descartado.
• Trocas de calor na geladeira: O ar próximo ao evaporador é resfriado, tornando-se mais denso e descendo para a parte inferior, resfriando os demais alimentos.

Calorimetria e Equilíbrio Térmico

• Condutividade térmica: Exemplo do resfriamento de um líquido em vasilha sobre gelo.
• Cálculo de energia (Panela de ferro): Q = 0,3 kg × 450 J/kgºC × 100 ºC = 13.500 J.
• Cálculo de energia (Placa de vidro): Q = 0,3 kg × 70 J/kgºC × 80 ºC = 1.680 J.
• Equilíbrio térmico: Quando dois corpos trocam calor até atingir o equilíbrio, eles passam a ter a mesma temperatura.
• Capacidade térmica: Corpos em equilíbrio térmico que sofrem variações iguais de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor possuem a mesma capacidade térmica.

Diferenças e Estados da Matéria

• Calor vs. Temperatura: Calor é a transferência de energia entre corpos devido à diferença de temperatura. Temperatura é a grandeza física que mede o estado de agitação das partículas.
• Troca de calor: É necessário que os corpos estejam em temperaturas diferentes e haja um meio de condução.
• Adição de calor: Nem sempre aumenta a temperatura, pois o calor pode ser utilizado para a mudança de fase da substância.

Conversão de Escalas Termométricas

• Para Celsius: 112 K = -161,15 ºC; 80 ºF = 26,66 ºC; 62 ºR = -238,7 ºC.
• Para Kelvin: -22 ºC = 251,15 K; 36 ºR = 253,15 K; 3 ºF = 257,04 K.
• Para Fahrenheit: 32 ºC = 89,6 ºF; 54 K = 362,47 ºF; 56 ºR = 403,65 ºF.
• Exemplo prático: 49 ºC no Rio de Janeiro equivalem a 120,2 ºF.