Introdução aos conceitos de termodinâmica

2. Prof. Gilberto Dias (Giba)
Mediador: Prof. Fábio
Termodinâmica – Atividades
Física – 2ª série – 2º bimestre

3. Habilidade a ser desenvolvida
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Reconhecer os princípios fundamentais da termodinâmica que
norteiam a construção e o funcionamento das máquinas térmicas.

4. Objetivo
• Aprofundar-se nos conhecimentos da termodinâmica por meio
de atividades de interação.
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5. Conteúdos desta aula
Ensino Médio
• Revisão – gases e variáveis de estado
• 1ª Lei da termodinâmica
• Atividades no chat
• Experimento – barquinho a vapor
• Retomada
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6. Pensamento da aula
“Energia é o que tensiona o arco; decisão é o que solta a flecha.”
Sun Tzu
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7. Termodinâmica
O que é?
A termodinâmica estuda as relações entre as trocas de calor
e os trabalhos realizados em um processo físico.
Lembrando:
1ª Lei da termodinâmica: A variação de energia interna de
um sistema é dada pela diferença entre o calor trocado com
o meio e o trabalho realizado nesse processo.
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8. 1ª Lei da termodinâmica e os gases
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9. Como funciona um motor de 4 tempos
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Leituras de Física 4 – Física Térmica. p. 79 . GREF – Instituto de Física da USP. Disponível em: http://www.if.usp.br/gref/termo/termo4.pdf

10. 2ª Lei da termodinâmica
• O calor não passa espontaneamente de um corpo para outro de temperatura
mais alta.
• É improvável que todo calor fornecido seja convertido 100% em trabalho.
Rendimento da máquina térmica
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11. Atividade 1
Certa máquina térmica recebe 500 J de calor e realiza um trabalho
de 125 cal. Sendo 1 cal = 4 J, marque a alternativa correta.
a) Essa máquina contraria a 1ª Lei da termodinâmica.
b) A máquina não contraria a 2ª Lei da termodinâmica.
c) O rendimento dessa máquina é de 25%.
d) A máquina não contraria a 1ª Lei da termodinâmica, que trata
da conservação da energia.
e) Como o rendimento da máquina é de 25%, podemos afirmar
que ela não contraria a 1ª Lei da termodinâmica.
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2 min.

12. Resposta
O trabalho de 125 cal corresponde a 500 J (125 cal x 4 J = 500 J),
logo, toda a energia recebida pela máquina é convertida em
trabalho. Isso não contraria a 1ª Lei da termodinâmica, que prevê
esse tipo de situação para uma transformação isotérmica, mas
contraria a 2ª Lei, pois é impossível haver máquinas térmicas
com rendimento igual a 100%.
d) A máquina não contraria a 1ª Lei da termodinâmica, que trata
da conservação da energia.
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13. Considere as afirmações abaixo, feitas por quatro alunos, sobre uma
TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA.
Luana: A pressão do gás é constante neste tipo de transformação.
Nilce: A energia interna diminui caso a diferença entre calor e trabalho
seja positiva.
Rosilene: Se a diferença entre o calor e o trabalho for positiva, a energia
interna aumenta.
Marcos: Neste sistema com pressão constante, o volume de determinada
massa fixa de gás é diretamente proporcional à temperatura.
Estão corretos:
a) Luana e Nilce, apenas.
b) Luana e Rosilene, apenas.
c) Rosilene e Marcos, apenas.
d) Luana, Nilce e Rosilene, apenas.
e) Luana, Rosilene e Marcos, apenas.
Atividade 2
2 min.

14. Resposta
Alternativa e
Como o próprio nome diz, ISOBÁRICA = pressão constante, por isso a
afirmação de Luana está correta.
De acordo com a 1ª Lei da termodinâmica:
Se a diferença entre calor e trabalho for positiva, a variação da
energia interna do gás também será. Além disso, nos processos
adiabáticos, a pressão do gás é mantida constante. Por isso, a
afirmação de Rosilene está correta e a de Nilce está equivocada.
Caso a pressão se mantenha constante, o volume irá variar de forma
proporcional à temperatura. Por isso, Marcos também está correto.
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15. Experiência do barquinho a vapor
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Materiais utilizados e montagem no site:
https://manualdomundo.uol.com.br/2012/04/como
-fazer-um-barco-a-vapor-barquinho-pop-pop/

16. Retomada
• O que aprendemos hoje?
• Alcançamos nossos objetivos?
• Próximas aulas: Conceito de entropia
• Atividades da apostila:
Página 36: Atividade 3 – Ex. 1, 2, 3 e 4.
Página 37: Ex. 1, 2, 3, 4 e 5.
Página 38: Ex. 1 e 3.
Página 38: Atividade 5 – Ex. 1, 2 e 3.
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