FLUIDO, LEIS E FUNÇÕES DA TERMODINÂMICA, TEORIA CINÉMICA DOS GASES E ETAPAS DA MUDANÇA

CENTRO UNIVERSITÁRIO SANT’ANNA

FLUÍDOS, LEIS E FUNÇÕES DA TERMODINÂMICA, TEORIA CINÉTICA DOS GASES E MUDANÇAS DE FASES.

THIAGO VILELA DO NASCIMENTO

SÃO PAULO

2013

THIAGO VILELA DO NASCIMENTO

FLUÍDOS, LEIS E FUNÇÕES DA TERMODINÂMICA, TEORIA CINÉTICA DOS GASES E MUDANÇAS DE FASES.

Trabalho de aproveitamento apresentado no do Curso Especial de Inverno do Centro Universitário Sant “Anna, como um dos pré-requisitos para avaliação da disciplina Fenômenos dos transportes”.

SÃO PAULO

2013

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 5

2. MECÂNICA DOS FLUIDOS 6

2.1 Hidrostática 6

2.1.1 Introdução a Hidrostática 6

2.1.2 Princípio de Pascal 7

2.1.3 Princípio de Arquimedes. 8

2.2 Hidrodinâmica 9

2.2.1 Princípios da hidrodinâmica 9

2.2.2 Tipos de escoamento 9

2.2.3 Escoamento 10

3. TEMPERATURA, CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA. 11

3.1 Temperatura 11

3.1.1 Lei zero da termodinâmica 11

3.2 Escalas de temperatura Celsius e Fahrenheit. 11

3.3 Calor 12

3.3.1 Condução 13

3.3.2 Tipos de calor 14

3.3.3 Calorimetria 15

3.4 Primeira Lei da Termodinâmica 16

4. TEORIA CINÉTICA DOS GASES 17

4.1 Introdução 17

4.2 O Modelo da Teoria Cinética dos Gases 18

4.2.1 Equação do gás perfeito e Leis Gerais dos Gases 18

5. 2° LEI DA TERMODINÂMICA 20

5.1 Introdução 20

5.2 Enunciados 21

5.2.1 Enunciado de Clausius 21

5.2.2 Enunciado de Kelvin Planck 21

5.2.3 Equivalência entre Enunciados de Kelvin e de Clausius 21

5.3 Aplicação da 2ª lei da termodinâmica às máquinas térmicas 21

5.3.1 Máquinas térmicas 21

5.4 Aplicação da 2ª lei da termodinâmica em Refrigeradores. 24

5.4.1 Refrigeradores 24

5.5 Maquina de Carnot 26

5.6 Bomba térmica 27

5.7 Conceito de Entropia 27

6. FUNÇÕES TERMODINÂMICAS E MUDANÇAS DE FASES 27

6.1 Funções termodinâmicas 27

6.2 Mudanças de fases 28

6.2.1 Estado Sólido 29

6.2.2 Estado Líquido 29

6.2.3 Estado Gasoso 29

7. CONCLUSÃO 31

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS 31

9. BIBLIOGRAFIA 32

1. INTRODUÇÃO

Este trabalho está estruturado de forma a trazer conceitos e exemplos estudados em termodinâmica. O primeiro capítulo aborda dois dos importantes tópicos da Mecânica dos Fluidos: a ciência que estuda os líquidos em equilíbrio estático (Hidrostática) e a ciência que estuda os líquidos em movimento (Hidrodinâmica). Dando sequência, o segundo capítulo descreve com detalhes os conceitos de temperatura (Escalas de temperatura), calor (Tipos e condução de calor) e da 1º Lei da termodinâmica, que é a lei de conservação de energia aplicada aos processos térmicos. O terceiro capitula as Teorias Cinética dos Gases, mostrando os conceitos usados nessa teoria, modelos da teoria e as equações que nelas foram aplicadas. A 2º da Termodinâmica é o tópico do quinto capitulo que diz que “A tendência do calor a passar de um corpo mais quente para um mais frio, e nunca no sentido oposto, a menos que exteriormente comandado”, e traz enunciados que provam ou não essa lei, e suas aplicações em máquinas térmicas e refrigeradores. E o trabalho é finalizado com o sexto capitulo descrevendo as Funções termodinâmicas, e as mudanças de fases.

2. MECÂNICA DOS FLUIDOS

2.1 Hidrostática

2.1.1 Introdução a Hidrostática

A Hidrostática é a parte da Física que estuda os fluídos, sejam líquidos ou gasosos, e que esteja em repouso, ou seja, que não estejam em escoamento (movimento).

Além do estudo dos fluídos propriamente ditos, serão estudadas as forças de que esses fluídos exercem sobre corpos neles imersos, tanto em imersão parcial ou como os totalmente submersos, ou seja, as pressões exercidas nos corpos.

• Pressão hidrostática