Termodinamica

Passo 1 (Aluno)

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.

A termodinâmica é o ramo da física que se dedica ao estudo das relações entre o calor e as restantes formas de energia. Analisa, por conseguinte, os efeitos das mudanças de temperatura, pressão, densidade, massa e volume nos sistemas a nível macroscópico.

Leia mais: Conceito de termodinâmica - O que é, Definição e Significado http://conceito.de/termodinamica#ixzz3Bsz2tYuO

A termodinâmica (do grego θερμη, therme, significa "calor" e δυναμις, dynamis, significa "potência") é o ramo da física que estuda as causas e os efeitos de mudanças na temperatura, pressão e volume - e de outras grandezas termodinâmicas fundamentais em casos menos gerais - em sistemas físicos em escala macroscópica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A2mica

Passo 2 (Equipe)

1 Pesquisar como funciona o sistema de refrigeração de um motor, qual é o tipo de substância utilizada como líquido de arrefecimento e quais as suas propriedades.

O sistema de arrefecimento é o sistema que controla a temperatura do motor a combustão de um automóvel. Nos automóveis mais antigos existia somente a preocupação de se dissipar o calor gerado pelo motor, com o tempo os automóveis passaram a aproveitar a energia calorífica gerada pela combustão para seu desempenho e durabilidade, passando a dotar de um controle mais estável e preciso da temperatura sob variadas condições de uso, como temperatura ambiente e pressão atmosférica e carga do veículo. Nos automóveis sobretudo nos modernos dotados de gerenciamento eletrônico do motor qualquer mudança na sua temperatura é alterado a quantidade de combustível injetado e o ponto de ignição. Portanto quando o sistema de arrefecimento trabalha na temperatura ideal o motor terá maior durabilidade, menor desgaste e atrito, maior economia de combustível, menos manutenção, emitirá menos poluentes e aumentará seu desempenho.

Líquido de arrefecimento: Composto de uma mistura de água destilada com aditivos anti-oxidantes (previne a corrosão dos elementos metálicos do sistema), anti-congelantes (previne a formação de cristais de gelo quando o liquido atinge aproximadamente 0ºC, e consequente aumento interno de pressão), e em alguns casos mais específicos algicidas (previne o desenvolvimento de algas) ou anti-bacterianos. Sua função é efetuar a troca de calor, ele ganha calor quando passa pelo motor a explosão e perde calor ao passar no radiador.

2- Comparar a Quantidade de agua e ar necessárias para proporcionar a mesma refrigeração a um motor de automóvel.

Resposta: Q= m.c.∆T m.cágua.∆T = m.car∆T m.água = c.água m.ar C.ar

c.água = 4.186 J\Kg.K = 4.186 J\Kg.K c.ar = 1.000J\Kg.K

Logo,

São necessários 4.186 J\Kg. K de ar para proporcionar a mesma refrigeração da água.

Passo 3 (Equipe)

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.

Resposta: O principal soluto nos líquidos de arrefecimento é o etileno glicol, (1, 2 etanodiol), álcool de fórmula HO-CH2CH2-OH. A sua temperatura de congelamento é de -12,9oC, e a de ebulição é de 197,3º.A adição de 50% de etileno glicol à água de arrefecimento faz com que a temperatura de congelamento seja inferior a -33C, e a de ebulição, superior a 160ºC. Para medir a temperatura e utilizado um Sensor temperatura líquido de arrefecimento que Informa à central a temperatura do líquido de arrefecimento, o que é muito importante, pois identifica a temperatura do motor. Nos momentos mais frios o motor necessita de mais combustível. 2- Justificar a importância desse tipo de medição em relação à combustão do combustível. Resposta: Fazendo a regulagem da temperatura do fluido, o motor trabalha na sua temperatura normal e aumenta o rendimento do motor e consequentemente reduz o 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

Kelvin Congelamento: -285.15ºK Ebulição: 470,45ºK K = °C + 273,15 Fahrenheit Congelamento: - 53,6ºF Ebulição: 387,14ºF °F = °C × 1,8 + 32

4- Comentário sobre a utilização dessas escalas em outros países: A escala Celsius é usada em quase todo o mundo cotidianamente, apesar de ter sido chamada de centigrama até o final de 1980 e início de 1990, principalmente em previsões do tempo em redes de rádio e televisão europeias como a BBC, a ITV, e RTÉ. A escala Fahrenheit foi utilizada principalmente pelos países que foram colonizados pelos britânicos, mas seu uso atualmente se restringe a poucos países de língua inglesa, como os Estados Unidos O kelvin (símbolo: K) é o nome da unidade de base do Sistema Internacional de Unidades (SI) para a grandeza temperatura termodinâmica. O kelvin é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água.

Passo 4 (Equipe) 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.

Resposta: Gasolina Massa específica = 0,66 Kh\dm3Coeficiente de dilatação = 9,6 x 10-4 (20 - 220ºC) Ponto de fusão ºC = -95,3 Ponto de ebulição ºC = 68,74 Álcool Massa especifica = 0,79 Kg\dm3Coeficiente de dilatação = 1100 x 10-6(0 – 60ºC) Ponto de fusão ºC = -114,1 Ponto de ebulição ºC = 78,3 Baseado nos dados acima a gasolina e mais vantajosa abastecer nos horários em que a temperatura está mais fria, ou seja, pela manhã, já o álcool e mais vantajoso em horários com temperatura mais elevada.

ETAPA 2 Passo 1 (equipe)Pesquisar em livros da área a Primeira Lei da Termodinâmica, descrevendo a equação