Transmissão de calor
Transmissão de calor <ul><li>Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corp...
O primeiro a fazer um estudo detalhado da transmissão de calor por condução foi o físico e matemático francês Ioseph Fouri...
EXEMPLO: Consideremos uma placa feita em um único material cuja espessura é  L  e cuja área é A. Suponhamos que as faces d...
No SI , a unidade do fluxo de calor é I/S, que é equivalente a watt( W ); isto é, a unidade do fluxo de calor é igual a un...
Transmissão de calor por convecção Os líquidos e os gases não são bons condutores de calor. No entanto, eles podem transmi...
Exemplo: Uma vasilha contendo água a uma temperatura inicial superior a 40C. Sabemos que, acima de 4C, a água se expande a...
A parte de baixo da água, ao ser aquecida, sofrerá expansão, terá sua densidade diminuida e, assim de acordo com o princip...
Transição de calor por irradiação <ul><li>No estudo da Eletricidade veremos que as partículas que possuem carga elétrica(c...
As características das ondas eletromagnéticas variam da acordo com a freqüência de oscilação das cargas elétricas.Algumas ...
Todos os corpos emitem ondas eletromagnéticas cujas características e intensidades dependem do grau de aquecimento do corp...
Ainda, pode absorvida, transformando-se em novas formas de energia, como, por exemplo, a energia térmica. È desse modo que...
Exemplo: Se pusermos a mão  ao lado  de um ferro elétrico ligado, nossa mão se aquecerá. Como o ar é mau condutor e o ar a...
Entre as ondas eletromagnéticas, as que são mais facilmente absorvidas, transformando-se em energia térmica, são as ondas ...
Estudo dos gases
Gás e Vapor A diferença entre gás e vapor é dada a partir da temperatura crítica.O vapor é a matéria no estado gasoso, est...
Comportamento dos Gases Uma determinada substância no estado gasoso é um gás se a sua temperatura for superior a temperatu...
As leis por eles determinadas estabelecem as regras do comportamento “ externo” do gás perfeito , levando em conta apenas ...
Lei geral dos gases perfeitos
A expressão que determina a lei geral para os gases perfeitos pode ser vista da seguinte forma: p.V./T.=pV/T Onde p., V. e...
Lei de Boyle <ul><li>Robert Boyle, físico e químico, foi quem determinou a lei que rege as transformações sofridas por um ...
Lei de Charles A lei de Charles é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a volume constante.Essas transformaç...
Lei de Gay-Lussac <ul><li>A lei de Gay-Lussac é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a pressão constante. E...
Transformações gasosas
Transformação isotérmica Quando a temperatura fica constante a transformação é chamada  isotérmica . Neste caso a lei gera...
Transformação isobárica <ul><li>A transformação é chamada isobárica quando a pressão fica constante. Nesse caso a lei gera...
Transformação isocórica <ul><li>Quando o volume fica constante, a transformação  é chamada isocórica, isométrica ou isovol...
Termodinâmica
Primeira lei da termodinânica <ul><li>Consideremos um sistema qualquer formado por um ou mais corpos.Quando fornecemos ao ...
<ul><li>Uma parte da energia poderá ser usada para o sistema realizar um trabalho, expandindo-se ou contraindo-se. Eventua...
Segunda lei da termodinâmica <ul><li>O estudo das máquinas térmicas chamou a atenção dos físicos para uma série de transfo...
Gráfico e equações gasosas
Abordamos aqui o conceito de gás ideal, a relação entre a pressão, volume e temperatura de uma amostra de um gás considera...
Gás ideal ou perfeito e equação dos gases perfeitos <ul><li>A pressão de um gás resulta da interação das moléculas, de uma...
Nos gases ideais, a relação pressão,volume e temperatura é descrita pela  equação dos gases perfeitos: PV = nRT , sendo P ...
Lei de Boyle-Mariotte <ul><li>Para uma quantidade de gás constante e a temperatura constante  ( transformação isotérmica )...
1ª Lei de Charles e Gay-Lussac Para uma quantidade de gás constante a uma dada pressão  ( transformação isobárica ) , o vo...
2ª Lei de Charles e Gay-Lussac Para uma quantidade de gás constante num dado volume  ( transformação isocórica ou isovolum...
Lei de Avogadro A pressão e temperatura constantes, o volume de uma amostra gasosa é diretamente proporcional ao número de...
Lei de Dalton As leis anteriores também se aplicam a misturas de dois ou mais gases considerados ideais. Nestes casos, a l...
Para que serve um gráfico em Física?   O gráfico serve para visualizar o comportamento das grandezas físicas envolvidas de...
Sistema de Eixos Cartesianos Ortogonais  Para construir um gráfico, utiliza-se um sistema de eixos cartesianos ortogonais ...
Localização de um ponto no plano  cartesiano  O par de coordenadas (t,S) localiza a posição do ponto no plano cartesiano d...
Construção de gráficos  ,  ,  <ul><li>Para construir qualquer gráfico envolvendo grandezas físicas, deve-se observar as se...
S (m) t (s) 0 0 5 1 10 2 15 3 20 4 25 5
Determinação da inclinação da reta  Observe que o gráfico S versus t da fig. 2 é uma reta passando pela origem, indicando ...
Trabalho e energia de gás Também chamado de primeiro princípio da termodinâmica, essa lei é conhecida como o Princípio da ...
Essa lei tem aplicação prática em três transformações particulares de um gás perfeito. Lembrando que um gás perfeito ou id...
Alunos <ul><li>Adriana  nº01 </li></ul><ul><li>Beatriz Gonçalves nº08 </li></ul><ul><li>Douglas Correia  nº11 </li></ul><u...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Fisica khamylla

2.032 visualizações

Publicada em

Publicada em: Tecnologia, Negócios
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
2.032
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
318
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
55
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Fisica khamylla

  1. 1. Transmissão de calor
  2. 2. Transmissão de calor <ul><li>Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, as moléculas do corpo mais quente, colidindo com as moléculas do corpo mais frio, transferem energia para este.Esse processo de transferência de calor é chamado de CONDUÇãO . </li></ul>
  3. 3. O primeiro a fazer um estudo detalhado da transmissão de calor por condução foi o físico e matemático francês Ioseph Fourier (1768 a 1830).Experimentalmente ele obteve uma fórmula que nos dá a “rapidez” com que o calor é transmitido por condução.
  4. 4. EXEMPLO: Consideremos uma placa feita em um único material cuja espessura é L e cuja área é A. Suponhamos que as faces da placa sejam mantidas em temperaturas O1 e O2. Sendo O o calor transmitido de uma face a outra, num intervalo de tempo AT, o fluxo de calor é definido por: O=Q/AT
  5. 5. No SI , a unidade do fluxo de calor é I/S, que é equivalente a watt( W ); isto é, a unidade do fluxo de calor é igual a unidade de potencia. Os experimentos de Fourier mostram que: O=Q/AT=K a(O1-O2)/L
  6. 6. Transmissão de calor por convecção Os líquidos e os gases não são bons condutores de calor. No entanto, eles podem transmitir calor de modo significativo por um processo a CONVICÇAO . Este processo consiste na movimentação de partes do fluido dentro do próprio fluido.
  7. 7. Exemplo: Uma vasilha contendo água a uma temperatura inicial superior a 40C. Sabemos que, acima de 4C, a água se expande ao ser aquecida. Coloquemos então essa vasilha sobre uma chama.
  8. 8. A parte de baixo da água, ao ser aquecida, sofrerá expansão, terá sua densidade diminuida e, assim de acordo com o principio de Arquimedes, subirá. Aparte superior, mais fria e mais densa, descerá.Formam-se então as correntes de convecção , uma ascendente e outra descendente.
  9. 9. Transição de calor por irradiação <ul><li>No estudo da Eletricidade veremos que as partículas que possuem carga elétrica(como,por exemplo, os elétrons) ao oscilarem produzem “algo” não material que se propaga pelo espaço e é chamado onda eletromagnética (ou radiação eletromagnética ). </li></ul>
  10. 10. As características das ondas eletromagnéticas variam da acordo com a freqüência de oscilação das cargas elétricas.Algumas ondas são visíveis, como a luz; outras são invisíveis, como as ondas de rádio os raios X, as ondas que vão do controle remoto para a TV e as ondas dos fornos da microondas.
  11. 11. Todos os corpos emitem ondas eletromagnéticas cujas características e intensidades dependem do grau de aquecimento do corpo.Isso é chamado de irradiação . Quando um conjunto de ondas eletromagnéticas incide em um corpo uma parte delas pode ser refletida, outra pode ser transmitida e outra,
  12. 12. Ainda, pode absorvida, transformando-se em novas formas de energia, como, por exemplo, a energia térmica. È desse modo que recebemos o calor do Sol. È assim, também, que recebemos o calor de um ferro elétrico ou de uma lâmpada incandescente.
  13. 13. Exemplo: Se pusermos a mão ao lado de um ferro elétrico ligado, nossa mão se aquecerá. Como o ar é mau condutor e o ar aquecido deve subir, o calor que recebemos veio principalmente por irradiação, e não por condução ou por convecção.
  14. 14. Entre as ondas eletromagnéticas, as que são mais facilmente absorvidas, transformando-se em energia térmica, são as ondas de infravermelho , assim chamadas pelo fato de terem freqüência um pouco abaixo da luz vermelha (e serem invisíveis).
  15. 15. Estudo dos gases
  16. 16. Gás e Vapor A diferença entre gás e vapor é dada a partir da temperatura crítica.O vapor é a matéria no estado gasoso, estado esse que pode ser liquefeito com o aumento da pressão.Com o gás não ocorre o mesmo.Ele é um fluido impossível de ser liquefeito com um simples aumento de pressão.Isso faz com o gás seja diferente do vapor.
  17. 17. Comportamento dos Gases Uma determinada substância no estado gasoso é um gás se a sua temperatura for superior a temperatura crítica, se a temperatura for igual ou inferior a temperatura critica a substância é vapor.Os gases reais que normalmente conhecemos como, por exemplo, o hélio, o nitrogênio e o oxigênio, apresentam características moleculares diferentes e particulares de cada um.Contudo, se colocarmos todos eles a altas temperaturas e baixas pressões eles passam a apresentar comportamentos muito semelhantes . No estudo dos gases adota-se um modelo teórico, simples e que na prática não existe , com comportamento aproximado ao dos gases reais.Essa aproximação é cada vez melhor quanto menor for a pressão e maior a temperatura.Esse modelo de gás é denominado de gás perfeito. Por volta do século XVII e XIX, três cientistas, após estudarem o comportamento dos gases, elaboraram leis que regem o comportamento dos gases perfeitos, também chamados de gases ideais.
  18. 18. As leis por eles determinadas estabelecem as regras do comportamento “ externo” do gás perfeito , levando em conta apenas as grandezas físicas que estão associadas a eles, grandezas essas que são: volume, temperatura e pressão.
  19. 19. Lei geral dos gases perfeitos
  20. 20. A expressão que determina a lei geral para os gases perfeitos pode ser vista da seguinte forma: p.V./T.=pV/T Onde p., V. e T. são respectivamente a pressão inicial, volume inicial e temperatura inicial. Essa é uma expressão que é utilizada para quando as variáveis de um gás apresentar variações.
  21. 21. Lei de Boyle <ul><li>Robert Boyle, físico e químico, foi quem determinou a lei que rege as transformações sofridas por um gás, quando sua temperatura é mantida constante.Sua lei diz que quando um gás sofre uma transformação isotérmica, a pressão dele é inversamente proporcional ao volume ocupado. Dessa lei obtemos que como T.=T temos que: </li></ul><ul><li>P.V.=pV </li></ul>
  22. 22. Lei de Charles A lei de Charles é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a volume constante.Essas transformações são chamadas de transformações isocóricas ou isométricas.Segundo essa lei, quando uma massa de gás perfeito sofre transformação isocórica, a sua pressão é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta.Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma: p./T.=p/T Onde p. e T. são respectivamente a pressão inicial e a temperatura inicial.
  23. 23. Lei de Gay-Lussac <ul><li>A lei de Gay-Lussac é a lei que rege as transformações de um gás perfeito a pressão constante. Essa lei, apesar de levar o nome de Gay-Lussac, já havia sido descoberta pelo físico e químico A.C. Charles. Segundo a lei, quando um gás sofre uma transformação isobárica o volume do gás é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta.Matematicamente essa lei pode ser expressa da seguinte forma: </li></ul><ul><li>V./T=V/T </li></ul><ul><li>Onde V. e T. correspondem respectivamente ao volume inicial e a temperatura inicial. </li></ul>
  24. 24. Transformações gasosas
  25. 25. Transformação isotérmica Quando a temperatura fica constante a transformação é chamada isotérmica . Neste caso a lei geral dos gases fica: V=constante ou p1v1=p2v2 Numa transformação isotérmica o gráfico de P em função de V será uma hipérbole eqüilátera, denominada isoterma . Para uma mesma quantidade de gás, quanto maior a temperatura maior será o produto pV e mais afastada dos eixos estará a isoterma.
  26. 26. Transformação isobárica <ul><li>A transformação é chamada isobárica quando a pressão fica constante. Nesse caso a lei geral dos gases fica: </li></ul><ul><li>V/T= constante ou V1/T1=V2/T2 </li></ul>
  27. 27. Transformação isocórica <ul><li>Quando o volume fica constante, a transformação é chamada isocórica, isométrica ou isovolumétrica. Nesse caso a lei geral dos gases fica: </li></ul><ul><li>p/T=constante ou p1/T1=p2/T2 </li></ul>
  28. 28. Termodinâmica
  29. 29. Primeira lei da termodinânica <ul><li>Consideremos um sistema qualquer formado por um ou mais corpos.Quando fornecemos ao sistema uma quantidade de energia Q, na forma de calor, essa energia pode ser usada de dois modos: </li></ul>
  30. 30. <ul><li>Uma parte da energia poderá ser usada para o sistema realizar um trabalho, expandindo-se ou contraindo-se. Eventualmente pode acontecer de o sistema não alterar seu volume; assim o trabalho será nulo. </li></ul><ul><li>A outra parte da energia será absorvida pelo sistema, transformando-se em energia interna. Dito de outro modo;essa outra parte da energia é igual a variação da energia. Eventualmente pode acontecer AU=0: significa que , nesse caso, todo o calor foi usado para a realização de trabalho. </li></ul>
  31. 31. Segunda lei da termodinâmica <ul><li>O estudo das máquinas térmicas chamou a atenção dos físicos para uma série de transformações que nunca ocorrem, embora não violam a lei da conservação da energia. </li></ul><ul><li>Uma dessas transformações “proibidas” é sempre o inverso; a passagem espontânea de calor de um corpo frio para um corpo quente.O que observamos é sempre o inverso: a passagem de calor se dá, espontaneamente, do corpo quente para o frio. Alguém poderia argumentar que em um refrigerador ocorre passagem de calor da região “fria” ( interior do refrigerador) para uma região “quente” ( meio exterior). Porém essa passagem não é espontânea; para que ela ocorra é necessário que um motor realize trabalho. </li></ul><ul><li>Outra “proibição” observada foi a conversão integral de calor em trabalho (ou de calor em energia mecânica). </li></ul>
  32. 32. Gráfico e equações gasosas
  33. 33. Abordamos aqui o conceito de gás ideal, a relação entre a pressão, volume e temperatura de uma amostra de um gás considerado ideal, bem como os casos particulares da equação dos gases ideais.
  34. 34. Gás ideal ou perfeito e equação dos gases perfeitos <ul><li>A pressão de um gás resulta da interação das moléculas, de uma amostra gasosa, em constante movimento, com uma determinada superfície, implicando um maior número de choques por unidade de superfície uma maior pressão. </li></ul><ul><li>Esta grandeza apresenta como unidade SI o pascal ( 1 Pa = 1 N m -2 ) mas pode também ser apresentada em atm ou mmHg: </li></ul><ul><li>1 atm = 1,013 x 10 5 Pa = 760 mmHg = 760 torr </li></ul>
  35. 35. Nos gases ideais, a relação pressão,volume e temperatura é descrita pela equação dos gases perfeitos: PV = nRT , sendo P a pressão da amostra gasosa ( atm ) V o volume da amostra gasosa ( dm 3 ou l ) n o número de moles da amostra gasosa ( mol ) R a constante dos gases ideais ( 0,082057 atm dm 3 mol -1 K -1 ou 8,314 J mol -1 K -1 ) T a temperatura absoluta ( K ) T ( K ) = q ( º C ) + 273,15  
  36. 36. Lei de Boyle-Mariotte <ul><li>Para uma quantidade de gás constante e a temperatura constante ( transformação isotérmica ) , a pressão e o volume da amostra gasosa são grandezas inversamente proporcionais: </li></ul><ul><li>P 1 V 1 = P 2 V 2 ou PV = constante </li></ul><ul><li>Esta lei pode ser traduzida pelas seguintes representações gráficas: </li></ul>
  37. 37. 1ª Lei de Charles e Gay-Lussac Para uma quantidade de gás constante a uma dada pressão ( transformação isobárica ) , o volume e a temperatura absoluta de uma amostra gasosa são grandezas diretamente proporcionais: V 1 / V 2 = T 1 / T 2 Esta lei pode ser descrita pelas seguintes representações gráficas: Gráficos V = f ( T ) e V = f ( q )
  38. 38. 2ª Lei de Charles e Gay-Lussac Para uma quantidade de gás constante num dado volume ( transformação isocórica ou isovolumétrica ) , a pressão e a temperatura absoluta de uma amostra gasosa são grandezas diretamente proporcionais: P 1 / P 2 = T 1 / T 2 Esta lei pode ser descrita pelas seguintes representações gráficas: Gráficos P = f ( T ) e P = f ( q )
  39. 39. Lei de Avogadro A pressão e temperatura constantes, o volume de uma amostra gasosa é diretamente proporcional ao número de moles existentes na amostra gasosa: V 1 / V 2 = n 1 / n 2 Esta relação demonstra que a percentagem, em volume, de uma amostra gasosa ideal é igual à respectiva percentagem molar: % ( V / V ) = % ( n / n ) Esta lei pode ser descrita pela seguinte representação gráfica: Gráfico V = f ( n )
  40. 40. Lei de Dalton As leis anteriores também se aplicam a misturas de dois ou mais gases considerados ideais. Nestes casos, a lei de Dalton diz que a pressão total da mistura gasosa é a soma das pressões parciais dos gases constituintes dessa mistura: P total = P 1 + P 2 + ... + P n A pressão parcial de um gás pode ser traduzida pelas expressões: P i V = n i RT ou P i = x i P total sendo x i a fração molar do gás i na mistura: x i = n i / n total A soma das frações molares de todos os constituintes da mistura gasosa é igual à unidade.
  41. 41. Para que serve um gráfico em Física? O gráfico serve para visualizar o comportamento das grandezas físicas envolvidas de uma maneira fácil e rápida. Através de um gráfico podemos verificar como varia uma grandeza (por exemplo, espaço ) em função de outra (por exemplo, tempo ).
  42. 42. Sistema de Eixos Cartesianos Ortogonais Para construir um gráfico, utiliza-se um sistema de eixos cartesianos ortogonais que são dois eixos perpendiculares entre si, sendo o ponto de intersecção denominado origem. Os valores das grandezas envolvidas são colocados utilizando uma escala adequada para cada eixo. O eixo na horizontal (por convenção) é denominado eixo das abscisas e nele são colocadas os valores da variável independente (por exemplo, tempo ). O eixo na vertical é denominado eixo das ordenadas e nele são colocados os valores da variável dependente (por exemplo, espaço ).
  43. 43. Localização de um ponto no plano cartesiano O par de coordenadas (t,S) localiza a posição do ponto no plano cartesiano definido pelos eixos cartesianos. Para tal traça-se uma perpendicular do ponto ao eixo das abscissas e outra perpendicular ao eixo das ordenadas, determinando, respectivamente, a abscissa e a ordenada do ponto.
  44. 44. Construção de gráficos , , <ul><li>Para construir qualquer gráfico envolvendo grandezas físicas, deve-se observar as seguintes regras: </li></ul><ul><li>Coloque título e legenda. </li></ul><ul><li>Escolha escalas adequadas para colocar os valores nos eixos. </li></ul><ul><li>Coloque, de forma clara, as grandezas a serem representadas nos eixos com as suas respectivas unidades. </li></ul><ul><li>Coloque os valores das grandezas apenas com os números necessários à leitura; não coloque valores especiais. </li></ul><ul><li>Quando houver diversas séries de medidas, é conveniente extingui-las com diferentes símbolos ( , , e outros). </li></ul>, , Exemplo 1 - Construção de gráficos Construir um gráfico de S = f(t), espaço em função do tempo, dada a tabela abaixo.
  45. 45. S (m) t (s) 0 0 5 1 10 2 15 3 20 4 25 5
  46. 46. Determinação da inclinação da reta Observe que o gráfico S versus t da fig. 2 é uma reta passando pela origem, indicando que o espaço é uma função do 1 o . grau do tempo. A inclinação da reta é dada pelo cociente entre a diferença das ordenadas e a diferença das abscissas. No exemplo dado, escolhendo dois pontos quaisquer sobre a reta (fig. 2), A e B, para calcular a inclinação da reta: Inclinação da reta = ( S B - S A )/(t B - t A ) = (15 - 5) m / (3 - 1) s = (10 m) / (2 s) = 5 m/s O valor encontrado é o da velocidade, e podemos concluir que: A velocidade de um móvel pode ser determinada a partir do gráfico S versus t (quando este for uma reta) , pela inclinação da reta . Inclinação da reta = (S final - S inicial ) / ( t final - t inicial )
  47. 47. Trabalho e energia de gás Também chamado de primeiro princípio da termodinâmica, essa lei é conhecida como o Princípio da Conservação da Energia. Para todo e qualquer sistema termodinâmico há uma função característica, que é conhecida como energia interna. Sabendo disso podemos enunciar essa primeira lei da seguinte maneira: a variação da energia interna entre dois sistemas pode ser determinada pela diferença entre a quantidade de calor e o trabalho trocado com o meio ambiente. Matematicamente essa lei pode ser escrita da seguinte forma: ΔU = Q – T Onde: <ul><li>Q é a quantidade de calor recebida ou cedida; </li></ul><ul><li>T é o trabalho realizado pelo sistema ou que é realizado sobre o mesmo; </li></ul><ul><li>ΔU é a variação da energia interna do sistema. </li></ul>
  48. 48. Essa lei tem aplicação prática em três transformações particulares de um gás perfeito. Lembrando que um gás perfeito ou ideal é um modelo idealizado para o comportamento de um gás, o qual obedece às leis de Gay Lussac, lei de Boyle Mariotte e a lei de Charles.
  49. 49. Alunos <ul><li>Adriana nº01 </li></ul><ul><li>Beatriz Gonçalves nº08 </li></ul><ul><li>Douglas Correia nº11 </li></ul><ul><li>Khamylla Paula nº24 </li></ul>

×