10ºF

Física e Química A​

​10º F

​

Perspetiva histórica​

​Benjamin Thompson (conde de Rumford), no final do séc. XVIII, enquanto supervisionava a produção de canhões, constatou que a rosca usada para perfurar o canhão e o próprio canhão aqueciam devido à fricção e elevavam a temperatura da água usada no arrefecimento das peças. Concluiu ainda que o calor gerado poderia ser infinito, colocando de parte a teoria do calórico.

​Ainda nos finais do séc. XVIII, Nicolas Sadi Carnot procurou conhecer e aperfeiçoar o funcionamento das máquinas térmicas. Concluiu que a máquina a vapor realizava trabalho quando o calor passava da fonte quente (caldeira) para a fonte fria (condensador). Nos seus estudos tentou ainda determinar a quantidade de trabalho exercida por um quilograma de vapor.

​

​

Em meados do séc. XIX, James Joule realizou minuciosamente várias experiências para determinar com rigor o “equivalente mecânico de calor”

​https://youtu.be/MBrTDKc9YZ0

Leis da termodinâmica​

​Primeira Lei da Termodinâmica

​​

Numa transformação entre dois estados, a variação de energia interna de um sistema depende apenas dos estados final e inicial, e não da forma como o novo estado foi atingido.

​

A energia interna de um sistema varia se for transferida energia sob a forma de trabalho e/ou calor do ou para o sistema.​

​ΔU = W + Q

Nesse balanço energético convencionaram-se:

• positivos, os valores de trabalho e de calor fornecidos ao sistema;

• negativos, os valores de trabalho e calor cedidos pelo sistema ao exterior.

​Segunda Lei da Termodinâmica

​

​

• os processos que ocorrem espontaneamente na natureza dão-se sempre no sentido da diminuição da energia útil do Universo.

• ​devido à degradação da energia o rendimento de uma máquina é sempre inferior a 100 %.

​η =E_útil / E_fornecida

Multiple Choice

Seleciona a opção que está de acordo com a 2.ª Lei da Termodinâmica.

• Num processo espontâneo não há variação da energia útil.

• Num processo espontâneo há aumento da energia útil.

• Num processo espontâneo a variação de energia útil não é considerável.

• Num processo espontâneo há diminuição da energia útil. 

Multiple Choice

Como se designa o ramo da Física que estuda os fenómenos térmicos?

• Dinâmica

• Cinemática

• Termodinâmica

• Hidrodinâmica

Multiple Choice

A primeira Lei da Termodinâmica é uma forma de expressar a:

• Lei da Conservação da Energia.

• Lei da Entropia.

• Lei da Conservação da Temperatura.

• Lei da conservação da Massa.

Multiple Choice

Um sistema realiza 30,0 J de trabalho e recebe 40,0 J de calor.

Nesta situação:

• O calor é positivo e o trabalho é negativo.

• Calor e trabalho são ambos positivos.

• Calor e trabalho são ambos negativos.

• O trabalho é positivo e o calor é negativo.

Multiple Choice

Um sistema gasoso, num determinado processo, realiza 300 J de trabalho sobre a vizinhança.

Considera que a energia interna do sistema aumenta 200 J.

Seleciona a opção verdadeira.

• O sistema recebe 500 J de energia sob a forma de calor.

• O sistema recebe 100 J de energia sob a forma de calor.

• O sistema cede 100 J de energia sob a forma de calor.

• O sistema cede 500 J de energia sob a forma de calor.