Termodinamica

Passo 1

Pesquisar em livros da área a definição da palavra termodinâmica, inclusive a origem etimológica, e também o que é um sistema termodinâmico. Pesquisar, ainda, os principais cientistas que contribuíram para o desenvolvimento da Termodinâmica Clássica.

À Historia da termodinâmica começa em 1650 com cientista Guericke que em 1650 projetou e construiu primeira bomba de vácuo do mundo artificial, através dos sistemas Hemisférico de Magdeburgo Guericke foi incentivando à provar que percepção de que “ a natureza tem horror ao vácuo” e que não poderia haver vazio no vácuo, pois no vácuo todos os corpos cai na mesma velocidade não importando seu peso ou massa especifica como descreve o cientista Aristóteles.

Logo após a descoberta dos cientistas Guericke e Aristóteles o físico irlandês Robert Boyle condenou com outro cientista inglês Robert Hooke a construção da primeira bomba de ar, após a construção e teste dessa bomba Boyle e Hooke percebeu a correlação entre pressão, temperatura e volume, após essa correlação foi formulado a lei de Boyle no qual se estabeleceu que a pressão e o volume fossem inversamente proporcionais.

Em 1679 baseado na lei de Boyle o cientista Denis Papin projeto e construiu o primeiro forno de pressão (marmita de Papin) que era um vaso fechado com uma tampa fechada hermeticamente que confinava o vapor até alta pressão ser gerada.

Os projetos anteriores incluíam uma válvula de alivio de pressão para evitar que o recipiente explodisse, vendo o movimento da válvula de alivio Papin teve a ideia de uma maquina constituída de pistão e um cilindro, mais somente em 1697 baseados na ideia de Papin o engenheiro Thomas Savery projetou e construiu a primeira maquina a vapor mesmo sendo maquinas brutas e ineficiente ela chamou a atenção de um cientista Sadi Carnot o pai da termodinâmica que em 1824 publicou "Reflexões sobre a Potência Motriz do Fogo", um discurso sobre o calor, potência e eficiência de máquina. O texto trouxe as relações energéticas básicas entre a máquina de Carnot, o ciclo de Carnot e a potência motriz. Isto marcou o início da termodinâmica como ciência moderna.

O sistema termodinâmico e um sistema constituído por um número de elementos e partícula microscópicas e macroscópicas do sistema que em sua vez atingem seu equilíbrio termodinâmico, encontrando-se presente o número suficiente de partículas imposto, tal sistema classifica-se como termodinâmico. Destacando-se o estudo dos processos termodinâmicos, quando medidas com o sistema em seu equilíbrio termodinâmico - e algumas só são definidas nesse caso - as grandezas físicas termodinâmicas aplicáveis são também denominadas variáveis de estado; e o estado do sistema é então definido por um conjunto específico e interdependente de valores dessas variáveis. A interdependência geralmente é expressa por meio de equações de estados.

Um sistema termodinâmico em equilíbrio termodinâmico o comportamento microscópio de sua partícula não e o princípio em nada relevante ao comportamento das variáveis macroscópico atreladas ao sistema, à adição ou remoção de apenas uma partícula altera em muito o comportamento do sistema. Contudo os sólidos tangíveis, formados por mols dessas entidades fundamentais, são excelentes exemplos de sistemas termodinâmicos. Não se precisa, contudo de um número tão grande de átomos.

A distinção entre sistemas termodinâmicos e não termodinâmicos faz-se por uma mera questão de dimensões. Os sistemas termodinâmicos são analisados via grandezas físicas definidas e mensuradas em escala estritamente coletiva, de forma específica em escala macroscópica (as grandezas termodinâmicas). Embora tais grandezas guardem certamente íntima relação com grandezas físicas definidas para cada constituinte microscópico do sistema, apenas aquelas e não estas se mostram relevantes à compreensão do sistema quando em escala humanamente tangível.

Passo 3

1 Pesquisar qual a faixa de temperatura em que geralmente o líquido de arrefecimento opera, e o tipo de termômetro utilizado para fazer essa medição da temperatura do motor do carro.

O álcool (etanol) com sua formula HO-CHCH2-OH a sua temperatura de congelamento é de -12.9º C e sua ebulição e entorno de 197,3 ºC, a adição de 50% de etileno glicol à água de arrefecimento faz com que a temperatura de congelamento seja inferior a -33ºC, e a de ebulição, superior a 160ºC. Para fazer essas medições são utilizados sensores que mostra a temperatura do motor e o momento mais frio do motor e que necessita de mais combustíveis.

2 Justificar a importância desse tipo de medição em relação à combustão do combustível.

Controlando a regulagem das temperaturas dos fluidos no motor para que se trabalhe nas temperaturas ideais, aumenta seu rendimento e durabilidade de suas peças e componentes e com a consequência a redução de consumo de combustível.

3 Converter a temperatura máxima e mínima encontradas e a diferença entre elas em outras duas escalas termométricas, a Kelvin e Fahrenheit.

-12ºC para congelamento e 197,3ºC para ebulição

F= C° x 1.8 + 32

K= 273 + C°

Kelvin Congelamento: 261ºK Ebulição: 470,3ºK Fahrenheit Congelamento: 10,4ºF Ebulição: 387,14ºF

4 Comentar sobre a utilização dessas outras escalas em outros países.

Celsius é usado em quase todo o mundo, apesar de ser conhecida como centigrama ate o final de 1980 e inicio de 1990 principalmente e previsão de tempo, já a escala Fahrenheit e utilizado ate hoje por países colonizados pelos britânicos, mas seu uso atualmente se restringe a poucos países de língua inglesa Criada por Daniel Gabriel Fahrenheit por volta dos anos de 1714, essa escala tem marcado como ponto de fusão da água 32°F e ponto de ebulição 212°F.

. Já o EUA utiliza Kelvin base do Sistema Internacional de Unidades (SI) conhecido como uma grandeza termodinâmica O kelvin é a fração 1/273 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água

Passo 4

Comparar o coeficiente de dilatação térmica da gasolina e do álcool e verificar em que horário é mais vantajoso o abastecimento com esses combustíveis, baseado em propriedades físicas como densidade e temperatura.

A gasolina possui uma massa especifica de = 0,66 Kh\dm3 com o seu coeficiente de dilatação = 9,6 x 10-4 (20 - 220ºC)