A termodinâmica é o campo da física que estabelece relação entre a energia térmica de um sistema e o trabalho mecânico no qual esse sistema pode estar envolvido. Complexo demais? O Beduka te ajuda! Venha conhecer as principais Leis da Termodinâmica! Este tema é muito cobrado nos vestibulares!
Quer seguir diretamente para alguma parte do texto? Clique em um dos tópicos abaixo:
- O que é Termodinâmica?
- Qual a Primeira Lei da Termodinâmica?
- Qual a Segunda Lei da Termodinâmica?
- Qual a Terceira Lei da Termodinâmica?
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O que é Termodinâmica?
A termodinâmica é um campo da física que estuda os sistemas em que ocorre troca de energia na forma de calor. Estas trocas possuem relação direta com o trabalho realizado pelo sistema ou o trabalho sobre o próprio sistema.
Além do trabalho, a transferência de calor se relaciona com algumas grandezas físicas como temperatura, pressão e volume. As Leis da Termodinâmica existem para que esses processos de transferência de energia sejam bem compreendidos.
Vamos aprender sobre as principais?
Qual a Primeira Lei da Termodinâmica?
A Primeira Lei da Termodinâmica fala sobre os princípios de conservação de energia!
Neste processo, a energia total do sistema é conservada, de modo que a diferença entre o calor trocado (seja ele absorvido ou cedido) pelo próprio sistema e o trabalho é igual a variação da energia interna.
Complicado demais? A equação te ajuda a entender!
U = Q – W
U= variação da energia interna
Q= calor trocado
W= trabalho realizado pelo sistema
Nesse caso, podemos relacionar a variação da energia com a variação da temperatura interna, de modo que:
U > 0 significa T > 0 ; correspondendo ao aumento da temperatura.
U= 0 significa T = 0 ; correspondendo a não alteração da temperatura.
U< 0 significa T < 0 ; correspondendo à diminuição da temperatura.
Dessa maneira, sabe-se que um sistema jamais cria ou destrói energia, apenas consegue transformá-la.
Relembrando o conceito de Trabalho:
Na Física, trabalho significa a relação existente entre a força e o deslocamento. Podemos dizer que existe trabalho quando uma força aplicada em um corpo provoca o deslocamento desse corpo. Assim, quando a força não desloca o corpo, ela não realiza trabalho.
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Qual a Segunda Lei da Termodinâmica?
A Segunda Lei da Termodinâmica fala sobre o sentido da transferência de energia em processos naturais! Para entender, pense na seguinte situação:
Duas esferas de metal são colocadas encostadas em um ambiente isolado termicamente.
Uma dessas esferas está mais quente e, por isso, irá ceder calor para a que está mais fria. A esfera mais quente vai esfriando e a mais fria vai esquentando, até que ambas as esferas tenham a mesma temperatura e cheguem ao equilíbrio térmico.
Até aqui tudo bem, nenhuma energia foi perdida nesse processo (conservação), indo de acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica. Ótimo!
Mas… e se a esfera mais fria desse energia para a esfera mais quente? A esfera quente fica cada vez mais quente, enquanto a fria fica cada vez mais fria, seria isso possível?
A resposta para essa pergunta é NÃO. Esse processo iria violar justamente a Segunda Lei da Termodinâmica, pois essa Lei considera apenas os fenômenos espontâneos que acontecem na natureza.
Desse modo, a Segunda Lei da Termodinâmica demonstra que o calor por si mesmo é incapaz de fluir de um objeto frio para um objeto quente.
Uma curiosidade: É por causa dessa lei que é impossível voltar no tempo. Não entendeu? Vamos explicar, pois é muito interessante.
Outra coisa que essa lei diz é que em um sistema fechado a entropia (grau de desordem das moléculas) sempre aumenta.
Por exemplo, um cubo de gelo possui uma estrutura molecular muito mais organizada do que uma poça de água. Ou seja, sua entropia é menor. Assim, se expormos um gelo à temperatura ambiente, ele vai derreter, aumentando sua entropia e se desorganizando.
Esse comportamento nada mais é do que o gelo seguindo a 2ª lei. Ok, mas o que isso tem a ver com viagem no tempo?
Se você tentar mandar esse gelo para o passado, ele vai chegar mais derretido do que quando estava antes de ser mandado. Acontece que se isso acontecer vai ser como se a viagem no tempo nunca tivesse acontecido.
Ta, mas e se ele chegar inteiro? Nesse caso ele estaria quebrando a 2ª lei, pois o único jeito de congelar novamente um gelo derretido é retirando a energia que ele conseguiu.
Ou seja, estamos em uma situação em que,ou você tem a viagem no tempo para o passado, ou você tem a 2ª lei da termodinâmica. E como a 2ª lei já foi provada cientificamente, ficamos com ela.
Sendo assim, lamentamos dizer que provavelmente o seu sonho de viajar ao passado algum dia nunca irá se realizar.
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Qual a Terceira Lei da Termodinâmica?
A Terceira Lei da Termodinâmica fala sobre a escala absoluta de temperatura que um sistema consegue atingir! Essa temperatura é denominada como zero absoluto ( condição de maior resfriamento que um corpo pode chegar no universo).
- Essa temperatura está relacionada com a entropia do sistema. Você sabe o que é entropia? Relembrando: A entropia é uma grandeza que mede o nível de desordem das moléculas em um sistema.
Na condição de zero absoluto, a entropia assume um valor mínimo, de modo que seria possível encontrar um estado em que a energia interna do sistema é nula e as moléculas não possuem nenhum tipo de movimento.
- Esperamos que o resumo tenha te ajudado! Lembre-se: o Beduka está aqui para te ajudar a alcançar o sonho da vaga no Ensino Superior!
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