Leis da termodinâmica, máquinas térmicas e conceitos de entropia para uma sequência de física universitária.
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- O que estabelece a Primeira Lei da Termodinâmica?
- A energia não pode ser criada nem destruída, apenas convertida de uma forma para outra. Em um sistema, a variação da energia interna é igual ao calor adicionado menos o trabalho realizado pelo sistema.
- Escreva a Primeira Lei da Termodinâmica como uma equação.
- ΔU = Q - W, em que ΔU é a variação da energia interna, Q é o calor adicionado ao sistema e W é o trabalho realizado pelo sistema.
- Defina energia interna em um sistema termodinâmico.
- A energia total contida em um sistema devido ao movimento aleatório de suas moléculas, excluindo a energia cinética e potencial macroscópicas.
- Defina entropia.
- Uma medida da desordem ou aleatoriedade de um sistema, relacionada ao número de estados microscópicos que um sistema pode ocupar em uma dada condição macroscópica.
- O que estabelece a Terceira Lei da Termodinâmica?
- A entropia de um cristal perfeito no zero absoluto (0 K) é zero. À medida que a temperatura se aproxima do zero absoluto, a entropia se aproxima de um mínimo constante.
- Enuncie a Lei Zero da Termodinâmica.
- Se dois sistemas estão, cada um, em equilíbrio térmico com um terceiro sistema, então eles estão em equilíbrio térmico entre si. Isso define a temperatura como uma grandeza fundamental.
- Qual é o zero absoluto em kelvin?
- 0 K, que equivale a aproximadamente -273,15 graus Celsius ou -459,67 graus Fahrenheit.
- Defina um processo reversível em termodinâmica.
- Um processo em que o sistema permanece em equilíbrio durante todo o processo e pode ser revertido por mudanças infinitesimais nas condições externas, retornando tanto o sistema quanto a vizinhança aos estados iniciais.
- Defina um processo irreversível em termodinâmica.
- Um processo real em que o sistema não está em equilíbrio e não pode ser revertido para retornar tanto o sistema quanto a vizinhança aos seus estados iniciais.
- O que é calor em termodinâmica?
- A transferência de energia entre um sistema e sua vizinhança devido a uma diferença de temperatura. O calor flui espontaneamente da maior para a menor temperatura.
- O que é trabalho em termodinâmica?
- A transferência de energia devida a uma força que atua ao longo de uma distância. Em termodinâmica, geralmente se refere ao trabalho de expansão ou compressão realizado por um gás ou sobre ele.
- O que é um processo isotérmico?
- Um processo termodinâmico em que a temperatura permanece constante durante todo o processo. Para um gás ideal, ΔU = 0, portanto Q = W.
- O que é um processo adiabático?
- Um processo termodinâmico em que não há troca de calor entre o sistema e a vizinhança (Q = 0). O trabalho realizado é igual à variação da energia interna (W = -ΔU).
- O que é um processo isobárico?
- Um processo termodinâmico a pressão constante. O trabalho realizado pelo gás é W = P vezes ΔV.
- O que é um processo isocórico (isovolumétrico)?
- Um processo termodinâmico a volume constante (ΔV = 0). Nenhum trabalho é realizado pelo gás ou sobre ele (W = 0).
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