1ª e 2ª Lei Termodinâmica Prof: Marinalva
ATIVIDADES DO 1º BIMESTRE DE 2020
Disciplina: FÍSICA Profª: MARINALVA J. P. RODRIGUES
Semana: 20/07/20 a 24/07/20 (2 aulas) Turma: 2B
●CONTEÚDO PARA ESTUDO DOMICILIAR: 1ª e 2ª Lei Termodinâmica diagramas PxV, potência e rendimento.
●HABILIDADES: Reconhecer os princípios fundamentais da termodinâmica que norteiam a construção e o funcionamento das máquinas térmicas.
Atividade complementar: (entregar até o dia 24/07/20)
● Obs: Só compreendemos o que é um gás quando sabemos sua estrutura molecular (todas as substâncias são formadas por partículas menores).
Características do gás ideal
VOLUME: Espaço ocupado pelo gás
PRESSÃO: F/A força que o gás exerce nas paredes do recipiente
TEMPERATURA: Maior temperatura → maior energia cinética
●A transformação do gás ideal acontece quando uma das grandezas como →( VOLUME, PRESSÃO E TEMPERATURA) sofre alteração.
Exercícios:
1- Complete as lacunas com as palavras relacionadas –as com o contexto correto. Máquina, Transformação isobárica, isotérmica, isométrica, e adiabática.
a) ......................a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
b) .......................a pressão é inversamente proporcional ao volume.
c) .......................pressão, volume e temperatura variam.
d) .....................qualquer dispositivo que tenha por finalidade transferir ou transformar energia.
e) .....................o volume é diretamente proporcional a temperatura absoluta.
2- Um cilindro com êmbolo móvel contém 100mL de CO₂ A 1,0 atm. Mantendo a temperatura constante, se quisermos que o volume diminua para 25 mL, teremos que aplicar uma pressão igual a? Use a fórmula: P₁.V₁ = P₂ . V₂
Dados: V₁ = volume inicial V₂ = volume final P₁ = pressão inicial P₂ = pressão final
V₁ = 100 mL
V₂ = 25 mL
P₁ = 1,0 atm
P₂ = ?
3- De acordo com a 1ª lei termodinâmica, se um sistema recebe 200 joules de calor e realiza 200 joules de trabalho, a variação de sua energia interna é igual a? Use a fórmula: ∆Ս = Q – W , onde
∆Ս= variação energia interna
Q = quantidade de calor
W = trabalho realizado em joules
DEVOLUTIVA (correção das atividades do caderno do aluno do dia 06/07/20 a 10/07/20)
Atividade 4 - exercícios do 1 ao 4, encontrados na página 37. Experiência
1- O que você percebe na sensação térmica do vento produzido pelo cooler/ventoinha?
R. A sensação é de menor temperatura.
2- O que aconteceria se colocássemos o gelo dentro da garrafa e não no funil recortado? Por quê?
R.O ar não seria resfriado já que o vento produzido pelo cooler/ventoinha passa pelo funil e vai direto para o cooler, não passando pelo gelo dentro da garrafa, o fato do ar quente subir e o ar frio descer, sabemos que o ar frio é mais denso que o ar quente.
3- Como você explica o funcionamento deste ar-condicionado caseiro?
R. De forma simplificada, o cooler/ventoinha, ao ser acionado, suga o ar de dentro da garrafa que, ao entrar pelo funil, é resfriado pelo gelo direcionado para a parte exterior pelo cooler/ventoinha.
4- O que difere este ar-condicionado caseiro dos aparelhos de ar-condicionado convencionais? Tanto este aparato construído pelos estudantes quanto o aparelho de ar-condicionado têm a função de resfriar o ambiente.
R. A diferença é que o aparelho de ar-condicionado funciona pelo mesmo princípio da geladeira, resfriar.
Atividade 4 exercícios do 1 ao 4 ( funcionamento da geladeira e do ar- condicionado), encontrados na página 37.
Correção exercícios: 1 ao 4 As Leis da Termodinâmica
R. A geladeira funciona em ciclos, usando um fluido em um circuito fechado. Tem como partes essenciais o compressor, o condensador, uma válvula descompressora ou tubo capilar e o evaporador (congelador).
O motor compressor comprime o freon, aumentando a pressão e a temperatura e fazendo-o circular por uma tubulação. Ao passar por uma serpentina permeada por lâminas no condensador, o freon perde calor para o exterior, se liquefazendo.
O condensador fica atrás da geladeira e é a parte que fica mais quente. Ao sair do condensador, o freon liquefeito, ainda a alta pressão, chega a um estreitamento da tubulação (tubo capilar), onde ocorre diminuição da pressão. O capilar é a válvula de descompressão. Quando o freon líquido, a uma baixa pressão, chega à serpentina do evaporador - de diâmetro bem maior que o capilar, ele se vaporiza, retirando calor da região próxima (interior do congelador).
O gás freon, a baixa pressão e temperatura, é então aspirado para o compressor, onde se inicia um novo ciclo. O congelador é a parte mais fria, por isso sempre se localiza na parte superior da geladeira, pois assim há condições de trocar calor com todo o seu interior.
O ar quente sobe, resfria na região do congelador e depois desce, estabelecendo a convecção do ar. É por esse motivo que muitas geladeiras geralmente possuem prateleiras vazadas, a geladeira trabalha com uma substância de operação e, além disso, tem partes que funcionam a altas temperaturas (fonte quente) e a baixas temperaturas (fonte fria).
A troca de calor ocorre do mais frio (interior da geladeira) para o mais quente (meio ambiente). Para que isso ocorra, é necessário trabalho externo sobre o freon para que ele dissipe calor no condensador e evapore no congelador.
Em cada ciclo, a quantidade de calor cedida para o meio ambiente por meio do condensador é igual à quantidade de calor retirada do interior da geladeira mais o trabalho realizado pelo compressor. Pode-se definir como Q radiador = Q congelador + W compressor. Esta expressão é conhecida na Física Térmica como 1ª lei da Termodinâmica, da discussão do funcionamento do motor a combustão e da geladeira podemos perceber que:- É possível transformar energia mecânica (trabalho) totalmente em calor. Lembre-se da experiência de Joule, o calor flui espontaneamente da fonte quente para a fria.maticamente, concluímos o rendimento como sendo: η = (Qq- Qf ) / Qq.
