Aula termodinâmica - introdução

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TERMODINÂMICA

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INTRODUÇÃO

A termodinâmica é um assunto fascinante que trata da energia. Ela possui uma ampla área de aplicação, que vai desde os organismos microscópicos e aparelhos domésticos até veículos, sistemas de geração de potência e até mesmo a filosofia. Termodinâmica pode ser definida como a ciência da energia. A palavra termodinâmica tem o sentido de força ou potência térmica, ou de força desenvolvida à custa do calor. No sentido mais amplo, a termodinâmica é a ciência que trata das transformações de energia de quaisquer espécies, umas na outras. Uma das leis fundamentais da natureza é o princípio da conservação de energia. Ela diz que durante uma interação, a energia pode mudar de uma forma para outra, mas que a quantidade total permanece constante. Ou seja, a energia não pode ser criada ou destruída. Uma rocha que cai de um penhasco, por exemplo, adquire velocidade como resultado de sua energia potencial ser convertida em energia cinética (Figura 1.1).

Figura 1.1 – Energia não pode ser criada nem destruída, ela pode apenas mudar de forma.

A conservação de energia também forma a base da indústria da dieta: uma pessoa que tenha uma entrada de energia (alimento) maior do que a saída de energia (exercícios) ganhará peso (armazenará energia na forma de gordura), e uma pessoa que tenha uma entrada de energia menor do a saída perderá peso (Figura 1.2). A alteração no conteúdo de energia de um corpo ou de qualquer outro sistema é igual à diferença entre a entrada e a saída de energia, e o balanço de energia é expresso como Ee − E s = ∆E .

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Figura 1.2 – Princípio da conservação de energia – corpo humano Todas as atividades na natureza envolvem alguma interação entre energia e matéria; assim, é difícil de imaginar uma área em que não se relaciona à termodinâmicas de alguma maneira. Termodinâmica geralmente é encontrada em muitos sistemas de engenharia e outros aspectos de vida, e a pessoa não precisa ir ver alguns muito longe para