A Termodinâmica

GOVERNO DO ESTADO DE RORAIMA

COLÉGIO ESTADUAL MONTEIRO LOBATO

AGSON SANTOS SOUZA

EVESON DA CUNHA GARCEMA

WEVERTON DA SILVA LOPES

TERMODINÂMICA

BOA VISTA - RR

2022

AGSON SANTOS SOUZA

EVESON DA CUNHA GARCEMA

WEVERTON DA SILVA LOPES

TERMODINÂMICA

Relatório apresentado ao Colégio Estadual Monteiro Lobato, como parte das exigências à aprovação do 4°Bimestre na disciplina de Física.

Orientador: Wendel da Silva Nascimento

BOA VISTA – RR

2022

SUMÁRIO

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1 INTRODUÇÃO

Neste relatório serão tratados os conceitos teóricos da Termodinâmica, materiais e métodos utilizados, com o objetivo de construir uma pequena máquina térmica, um barco a vapor, utilizando materiais alternativos e de baixo custo.

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2 TERMODINÂMICA

A termodinâmica é o ramo da física que tem como principal estudo, os métodos para a transformação de energia térmica em trabalho, em movimento. O estudo da Termodinâmica nos barcos a vapor, é baseado em duas leis que descrevem como a energia se comporta em um sistema.

2.1 Primeira lei da termodinâmica

A primeira lei da termodinâmica é uma declaração do princípio mais fundamental da conservação de energia para os sistemas termodinâmicos. A primeira lei afirma que a energia não pode ser criada nem destruída, mas pode ser convertida de uma forma para outra.

Fornecendo calor ao fluido de trabalho de uma máquina movida a vapor, podemos observar duas possíveis conversões de energia, a temperatura do vapor pode ser elevada em alguns graus ou, pode expandir-se, assim, movendo os pistões dessa máquina e realizando certa quantidade de trabalho.

Portanto, podemos afirmar que, a variação de energia interna de um sistema termodinâmico corresponde a diferença de quantidade de calor adicionada e a quantidade de trabalho realizado pelo sistema em seu entorno, sendo assim, definida pela seguinte fórmula:[pic 1]

2.2 Segunda lei da termodinâmica

A segunda lei da termodinâmica estuda a transformação de energia térmica em energia mecânica, e tem maior aplicação na construção de máquinas e utilização na indústria, pois trata diretamente do rendimento das máquinas térmicas.

Para entendermos melhor a segunda lei da termodinâmica, primeiramente é preciso compreender uma grandeza física de grande relevância: a entropia

Vamos imaginar três potes, dois potes terão pequenas bolinhas de cores diferentes (vermelho e amarelo) e o terceiro estará vazio. Pegamos o terceiro pote e colocamos por baixo as bolinhas amarelas e por cima as vermelhas.

Ao balançar o pote, observaremos que as bolinhas irão começar a se misturar, ou seja, o sistema ordenado se tornou um sistema desordenado.

[pic 2]

            Fonte: https://www.todamateria.com.br/entropia/amp/

Portanto, A entropia é uma medida do grau de desordem das partículas de um sistema físico. A segunda lei afirma que, em um sistema fechado, a quantidade de entropia sempre aumenta. Com o passar do tempo, a entropia de um sistema fechado continuará a aumentar.

2.3 Máquinas térmicas

Máquinas térmicas são dispositivos que operam em ciclos, transformando parte da energia térmica em energia mecânica. Essas máquinas foram um grande incentivo para os estudos e as leis da termodinâmica evoluírem. O grande desafio era criar maquinas cada vez mais eficientes.