Aula 01. Me. Leandro B. Holanda, 1. Definições e conceitos fundamentais. Calor

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1 Aula Definições e conceitos fundamentais Calor Se um bloco de cobre quente for colocado num béquer de água fria o bloco de cobre se resfria e a água se aquece até que o cobre e a água atinjam a mesma temperatura. O que casa essa diminuição de temperatura do cobre e o aumento da temperatura da água? Dizemos que isso é resultado da transferência de energia do bloco de cobre à água. É essa transferência de energia que chegamos a uma definição de calor. O calor é definido como sendo a forma de transferência de energia, através da fronteira de um sistema numa dada temperatura, a um outro sistema (ou o meio), numa temperatura inferior, em virtude da diferença de temperatura entre dois sistemas. Isto é, calor é transferido do sistema de temperatura superior ao sistema de temperatura inferior e a transferência ocorre unicamente devido à diferença de temperatura entre os dois sistemas. Na figura: Se a temperatura de um sistema é maior que a temperatura ambiente, como em (a), uma certa quantidade de calor é perdida pelo sistema para o ambiente para que o equilíbrio térmico (veja (b)) seja restabelecido. Em (c) vemos que se a temperatura do sistema é menor que a temperatura do ambiente, uma certa quantidade de calor é absorvida pelo sistema para que o equilíbrio térmico seja restabelecido.

2 Algumas formas de de calor Calor específico Seja um objeto de massa recebendo (ou cedendo) calor. Podemos definir calor específico como onde é a variação de temperatura do corpo c é o calor específico. Como exemplo, o calor específico da água é Calor de transformação A quantidade de energia por unidade de massa que deve ser transferida em forma de calor para que uma amostra mude totalmente de fase é chamada de calor de transformação e representada pela letra. Se uma amostra de massa m sofre uma mudança de fase a energia total transferida, Q, é Na mudança da fase líquida para a fase gasosa (ou da fase gasosa para a líquida) o calor de transformação é chamado de calor de vaporização,. Para a água temos. Na mudança da fase sólida para a fase líquida (ou da fase líquida para a sólida) o calor de transformação é chamado de calor de fusão,. Para a água temos.. Formas de transferência de calor 1. Condução 2. Convecção 3. Radiação

3 Sistema, meio, fronteira e tipos de fronteira O sistema é o que quer que queiramos estudar. Tudo externo ao sistema é considerado parte da vizinhança do sistema. Tipos de sistema: aberto: quando pode trocar tanto massa quanto energia fechado: quando pode trocar energia com sua vizinhança mas não troca massa com sua vizinhança isolado: não pode trocar nem massa nem energia com a sua vizinhança. Fronteira: superfície real ou imaginária que separa o sistema de sua vizinhança. Pode ser fronteira fixa ou móvel. Em muitos casos deve-se fazer uma análise termodinâmica de um equipamento. Neste caso, um sistema é definido quando se trata de uma quantidade fixa de massa, e um volume de controle é especificado quando a análise envolve um fluxo de massa.

4 Sistema: ( quantidade fixa de massa) Volume de Controle ( fluxo de massa ou energia) sistema fechado é equivalente a sistema sistema aberto é equivalente a volume de controle.

5 (resolver e entregar os problema 1 e 2 abaixo) 01. Para perfurar um bloco de cobre de massa 0,80 Kg fornece-se uma potência de 200W durante 180s. a) calcule o calor gerado b) supondo que somente 70% do calor gerado seja absorvido pelo bloco, avalie o aumento da temperatura do bloco. Dado: 02. Um projétil de chumbo de 2g de massa move-se com uma velocidade de 300 m/s e inside sobre um bloco de madeira fixo. Suponha que toda energia cinética do projétil seja transformada em calor e que 25% desta energia sejam usados para aquecer o bloco e 75% sejam usados para aquecer o projétil. Ache a variação de temperatura do projétil. Dado: