Definição e conceitos básicos. Substâncias e propriedades puras

ETAPA 1

Aula-tema: Definição e Conceitos Fundamentais. Substâncias Puras e Propriedades.

Esta atividade é importante para você compreender os fenômenos associados aos

conceitos de temperatura e calor, e também para descrever um sistema termodinâmico.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

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.

R: Ciência que estuda a interação entre energia e matéria (realização de trabalho).

Clássica –Abordagem macroscópica Estatística–Abordagem microscópica

Sistema termodinâmico consiste em uma quantidade de matéria ou região

para a qual nossaatenção está voltada. Demarcamos um sistema termodinâmico

em função daquilo que desejamos calcular. Tudo que se situa fora do sistema

termodinâmico é chamado MEIO ou VIZINHANÇA.

O sistematermodinâmico a ser estudado é demarcado através de uma

FRONTEIRA ou SUPERFÍCIE DE CONTROLE a qual pode ser móvel, fixa, real ou

imaginária.

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.

R: A maioria dos motores é refrigerada a água e possuem um sistema de circulação no qual a águapercorre os dutos internos do motor efetuando a troca de calor. A água passa pelo bloco do motor e refrigera a parte metálica que se encontra com temperatura elevada, o líquido esquenta e vai para oradiador onde o água é resfriada. Esse sistema faz com que o motor mantenha uma temperatura estabilizada. Para se ter uma ideia das temperaturas internas do motor saiba que no momento da combustão a temperatura chega a 2.000°c e na saída dos gazes resultantes da combustão gira em torno de 1.300°c.

2 -Comparar a quantidade de água e de ar necessárias para proporcionar a mesma

refrigeração a um motor de automóvel.

R: Q= m.c.∆T

m.cágua.∆T = m.car∆T

m.água = c.água

mar car

cágua = 4.186 J\Kg.K = 4.186 J\Kg.K

car 1.000 J\Kg.K

São necessário 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.

R: O principal soluto nos líquidos de arrefecimento é o etileno glicol, 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.

R: 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.

R: -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 - Comentar sobre a utilização dessas outras escalas em outros países.

R: A escala Celsius é usada em quase todo o mundo cotidianamente, apesar de ter sido chamada de centígrado 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.

Fahrenheit:escala 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.

R: Massa