PROF.  CLAUDIA   MARIA
FÍSICA-- 2º ANO  A  e  B

RETOMADA   DAS  AULAS  DA  CMSP    DOS   DIAS :
24  /   06   /  2020  --    CALOR   e  TRABALHO
01 /   07  /   2020  --     ENERGIA  e  TRABALHO
08  /  07  /  2020   --    ENERGIA   e TRABALHO   ( continuação )

OBSERVAÇÃO : Copiar definição no caderno e  responder  as  questões do caderno do aluno volume 2,  juntamente  com as  que se encontram  no texto.
Termodinâmica - Calor e trabalho

A troca e a transformação de energia são fenômenos que ocorrem constantemente na natureza. Basta esfregarmos as nossas mãos para percebermos o aumento da temperatura delas. Nesse caso, temos uma transformação da energia mecânica em calor. Esse é só um dos muitos exemplos que ocorrem frequentemente ao nosso redor. A termodinâmica trata do estudo da relação entre o calor e o trabalho, ou, de uma maneira mais prática, o estudo de métodos para a transformação e energia térmica em energia de movimento.
A primeira lei da termodinâmica, que é o princípio da conservação da energia aplicada a sistemas termodinâmicos.
 A segunda lei da termodinâmica, que nos mostra as limitações impostas pela natureza quando se transforma calor em trabalho. 
O trabalho Imagine que você tem alguns livros que precisam ser guardados em uma estante. Para tal tarefa, você precisa aplicar uma força nos livros. Será necessário deslocá-los e guardá-los na estante. Na física, quando temos força e um consequente deslocamento, dizemos que houve a realização de trabalho. Na termodinâmica, o trabalho tem um papel fundamental, pois ele pode ser considerado como o objetivo final da construção de uma máquina térmica. Nas antigas maquinas a vapor, por exemplo, gerava-se calor com a queima de combustível, como o carvão. O resultado final era o movimento, ou seja, a realização de trabalho.

 Trabalho Na termodinâmica, o trabalho tem um papel fundamental, pois ele pode ser considerado como o objetivo final da construção de uma máquina térmica. Nas antigas máquinas a vapor, por exemplo, gerava-se calor com a queima de combustível, como o carvão. O resultado final era o movimento, ou seja, a realização de trabalho.

O trabalho (τ) necessário para mover um objeto até uma determinada distância (d) contra uma força (F) constante atuando no corpo, é calculado multiplicando-se a força pela distância:

Calor A energia interna de um sistema pode, ainda, ser alterada por meio da troca de energia com a vizinhança, que se dá na forma de calor. Na termodinâmica, o calor é definido como a energia transferida em consequência de uma diferença de temperatura.

A energia irá fluir na forma de calor de uma região de temperatura alta para outra de temperatura mais baixa. Assim, em um sistema que não apresenta paredes isoladas termicamente, se o sistema estiver mais frio do que a vizinhança, o calor irá fluir da vizinhança para o sistema, fazendo com que a energia interna do sistema aumente. Esta energia transferida para o sistema é representada pela letra q. Logo, a alteração da energia interna de um sistema pela transferência de energia na forma de calor é:

ΔU = q

Quando o equilíbrio térmico é atingido, ou seja, quando os corpos apresentarem uma mesma temperatura, a transferência de calor é cessada.

A energia transferida na forma de calor é medida em Joule (J). Porém, é muito comum encontrar ainda como unidade de energia a caloria (cal). Na definição original, 1 cal correspondia à energia necessária para elevar em 1 °C a temperatura de 1 g de água. A definição moderna afirma que 1 cal equivale a 4,184 J. A caloria nutricional (Cal) corresponde a 1 quilocaloria (kcal).

É por meio do sinal de q que saberemos se o calor entrou ou saiu de um sistema. Ao entrar energia no sistema na forma de calor, haverá um aumento na energia interna e q será positivo. Já se a energia deixar o sistema na forma de calor, haverá uma diminuição na energia interna e q será negativo.

Fórmulas

ATIVIDADE

Uma bexiga vazia tem volume desprezível; cheia, o seu volume pode atingir 4,0×10³ m³ trabalho realizado pelo ar para encher essa bexiga, à temperatura ambiente, realizado contra a pressão atmosférica, num lugar onde o seu valor é constante e vale 1,0 x 10⁵Pa, é no mínimo de:

O que significam energia e trabalho?

Energia é uma palavra que tende a ser muito usada na vida cotidiana. Embora muitas vezes seja usada muito vagamente, ela tem um significado muito específico na física.

Energia é a medida da habilidade de algo realizar trabalho.

 Não é uma substância material. A energia pode ser guardada e medida de várias maneiras.

Embora muitas vezes ouvimos pessoas falando sobre o consumo de energia, esta nunca é realmente destruída. É apenas transferida de uma forma para outra, realizando trabalho no processo. Algumas formas de energia são menos úteis para nós do que outras—por exemplo, energia de aquecimento de baixo nível. É melhor falar sobre o consumo ou extração de recursos de energia, como carvão, petróleo ou vento, do que o consumo de energia por si só.

•          Uma bala em movimento possui um montante de energia mensurável; isto é conhecido como energia cinética. A bala ganhou esta energia porque um trabalho foi aplicado sobre ela com uma carga de pólvora que perdeu algum potencial químico de energia no processo.
•          Um copo de café quente possui um montante mensurável de energia térmica que é adquirida através de um trabalho feito por um microondas, que em troca consumiu a energia elétrica da rede elétrica.