Termodinâmica Aplicada

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.

PASSOS :

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.

Resposta: A termodinâmica 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. Grosso modo,calor significa "energia" em trânsito, e dinâmica se relaciona com "movimento". Por isso, em essência, a termodinâmica estuda o movimento da energia e como a energia cria movimento.

Cientistas que contribuíram decisivamente para o aparecimento da primeira lei da Termodinâmica.

HERMANN LUDWING FERDINAND VON HELMHOLTZ (1821-1894)

GERMAN HENRI HESS (1802-1850)

Cientistas que contribuíram decisivamente para o aparecimento da segunda lei da Termodinâmica.

MARCELIN-PIERRE BERTHELOT (1827-1907

WILLIAM THONSON (LORD KELVIN) (1824-1907)

JAMES CLERK MAXWELL (1831-1879)

LUDWIG EDUARD BOLTZMANN (1844-1906)

JOSIAH WILLIARD GIBBS (1839-1903)

Cientistas que contribuíram decisivamente para o aparecimento da terceira lei da Termodinâmica.

WALTHER HERMANN NERST (1864-1941)

MAX KARL LUDWING PLANK (1858-1947)

Passo 2 :

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.

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

Resposta 1 :

Os meios arrefecedores usados são o ar e a água.

O meio arrefecedor entra em contato com as partes aquecidas do motor, absorve o calor e transfere para o meio ambiente.

Sistema ar de circulação livre ou forçada, tem como componentes de construção aletas, ventoinha, dutos e defletores as vantagens do sistema a ar é de fácil construção, menor peso por CV , manutenção simples

O sistema de refrigeração dos motores água funciona de forma que a água percorre o interior da carcaça agindo uniformemente sobre todo o invólucro do motor. Essa refrigeração mantém a alta eficiência térmica, depois que o fluido deixa o motor ele passa por um trocador de calor, ou radiador, que transfere o calor do fluido para o ar.

Propriedades do oxigênio é um elemento representativo e ametal, que se encontra no 16º grupo da Tabela Periódica, que também é chamado de família dos calcogêneos. Ele é o primeiro elemento deste grupo, possui número atômico igual a 8, massa molar 16,00 g/mol e símbolo químico, "O” seu ponto de ebulição é de -183 °C e seu ponto de congelamento é de -218°C

Propriedades da água, em seu estado natural mais comum, é um líquido transparente, sem sabor e sem cheiro, mas que assume a cor azul-esverdeada em lugares profundos. Possui uma densidade máxima de 1 g/cm3 a 4°C e seu calor específico é de uma caloria por grama e por grau. No estado sólido, sua densidade diminui até 0,92 g/cm3, mas são conhecidos gelos formados sob pressão que são mais pesados que a água liquida. Suas temperaturas de fusão e ebulição à pressão de uma atmosfera são de 0 e 100°C, respectivamente, muito superiores às temperaturas de fusão e ebulição de outros compostos parecidos com a água. Ela é um composto estável que não se decompõe em seus elementos até 1.300°.

Resposta 2 :

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.

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

3 - Converter a temperatura máxima e mínima encontradas e a diferença entre elas em

outras duas escalas termométricas, a Kelvin e Fahrenheit.

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

Resposta 1: Os carros rodam em regiões muito diversas – em alguns lugares a temperatura pode ficar abaixo de 0; em outros, muito acima de 40º C. Por isso, qualquer fluido usado no arrefecimento do motor precisa ter um ponto de congelamento muito baixo, um ponto de ebulição muito alto e deve ter a capacidade de armazenar muito calor. A água é um dos fluidos mais eficazes na conservação de calor, mas ela congela numa temperatura muito alta para ser usada em motores de automóveis. O fluido que a maioria dos carros usa é uma mistura de água e etileno-glicol (C2H6O2), também conhecido como aditivo de radiador ou anticongelante. Adicionando-se etileno-glicol à água, os pontos de ebulição e de congelamento melhoram significativamente. A temperatura do líquido de arrefecimento pode chegar, às vezes, de 121º C a 135º C. Mesmo com a adição do etileno-glicol, essas temperaturas ferveriam o líquido de arrefecimento; logo, algo mais tem de ser feito para elevar o ponto de ebulição. O sistema de arrefecimento usa pressão para elevar ainda mais o ponto de ebulição do líquido de arrefecimento. Assim como a temperatura de ebulição é mais alta numa panela de pressão, a temperatura do líquido de arrefecimento ficará mais alta se o sistema for pressurizado. A maioria dos carros tem um limite de pressão de 14 a 15 libras por polegada