Física Térmica 2

Cartões · 20

Conversão entre Celsius e Kelvin

T(K) = T(°C) + 273,15; T(K): temperatura absoluta em kelvin (K), T(°C): temperatura em graus Celsius (°C).

Dilatação térmica linear

ΔL = L0 · α · ΔT; ΔL: variação de comprimento (m), L0: comprimento inicial (m), α: coeficiente de dilatação linear (K⁻¹ ou °C⁻¹), ΔT: variação de temperatura (K ou °C).

Dilatação térmica volumétrica

ΔV = V0 · γ · ΔT; ΔV: variação de volume (m³), V0: volume inicial (m³), γ: coeficiente de dilatação volumétrica (K⁻¹), ΔT: variação de temperatura (K).

Capacidade térmica

C = Q / ΔT; C: capacidade térmica (J/K), Q: calor trocado (J), ΔT: variação de temperatura (K).

Calor sensível

Q = m · c · ΔT; Q: quantidade de calor (J), m: massa (kg), c: calor específico (J/(kg·K)), ΔT: variação de temperatura (K).

Calor latente

Q = m · L; Q: quantidade de calor transferida na mudança de fase (J), m: massa (kg), L: calor latente específico (J/kg).

Equilíbrio térmico (sistema isolado)

ΣQ = 0; ΣQ: somatório das quantidades de calor trocadas entre os corpos em equilíbrio térmico, expressas em joules (J).

Lei de Fourier da condução térmica

Φ = (k · A · ΔT) / d; Φ: fluxo de calor (W), k: condutividade térmica (W/(m·K)), A: área da seção (m²), ΔT: diferença de temperatura (K), d: espessura (m).

Lei de Stefan-Boltzmann (radiação)

P = ε · σ · A · T⁴; P: potência irradiada (W), ε: emissividade (adimensional), σ: constante de Stefan-Boltzmann (W/(m²·K⁴)), A: área (m²), T: temperatura absoluta (K).

Equação de estado dos gases ideais

P · V = n · R · T; P: pressão (Pa), V: volume (m³), n: quantidade de matéria (mol), R: constante universal dos gases (J/(mol·K)), T: temperatura absoluta (K).

Lei geral dos gases perfeitos

(P1 · V1) / T1 = (P2 · V2) / T2; P: pressão (Pa), V: volume (m³), T: temperatura absoluta (K), para uma massa constante de gás entre dois estados.

Energia cinética média por molécula

Ec = (3/2) · kB · T; Ec: energia cinética média translacional (J), kB: constante de Boltzmann (J/K), T: temperatura absoluta (K).

Energia interna de um gás monoatômico ideal

U = (3/2) · n · R · T; U: energia interna (J), n: quantidade de matéria (mol), R: constante universal dos gases (J/(mol·K)), T: temperatura absoluta (K).

Trabalho termodinâmico a pressão constante

W = P · ΔV; W: trabalho realizado ou recebido pelo gás (J), P: pressão (Pa), ΔV: variação de volume (m³).

Primeira Lei da Termodinâmica

ΔU = Q - W; ΔU: variação da energia interna (J), Q: calor fornecido ao sistema (J), W: trabalho realizado pelo sistema (J).

Rendimento de uma máquina térmica

η = W / Qq = 1 - (|Qf| / Qq); η: rendimento (adimensional), W: trabalho líquido produzido (J), Qq: calor retirado da fonte quente (J), Qf: calor rejeitado à fonte fria (J).

Rendimento do ciclo de Carnot

η = 1 - (Tf / Tq); η: rendimento máximo teórico (adimensional), Tf: temperatura absoluta da fonte fria (K), Tq: temperatura absoluta da fonte quente (K).

Variação de entropia em processo reversível

ΔS = Qrev / T; ΔS: variação de entropia (J/K), Qrev: calor transferido reversivelmente (J), T: temperatura termodinâmica absoluta constante (K).

Coeficiente de desempenho de refrigerador (COP)

COP = |Qf| / W; COP: coeficiente de desempenho (adimensional), Qf: calor extraído da fonte fria (J), W: trabalho consumido pelo ciclo (J).

Segunda Lei da Termodinâmica (Entropia)

ΔS_universo ≥ 0; ΔS_universo: variação total de entropia do universo (J/K), sendo zero para processos estritamente reversíveis e positiva para irreversíveis.