Termodinâmica

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Termodinâmica

Ramo da física que estuda as relações entre calor, trabalho, temperatura e energia.

Sistema termodinâmico

Região específica do universo escolhida para estudo e análise física ou química.

Vizinhança

Tudo o que se encontra fora dos limites do sistema termodinâmico.

Fronteira

Superfície real ou imaginária que separa o sistema de sua vizinhança.

Sistema aberto

Permite a troca tanto de matéria quanto de energia com a vizinhança.

Sistema fechado

Permite a troca de energia com o exterior, mas não permite troca de matéria.

Sistema isolado

Não realiza nenhuma troca de energia nem de matéria com a sua vizinhança.

Estado termodinâmico

Condição de um sistema descrita completamente por suas variáveis e propriedades de estado.

Propriedade intensiva

Propriedade que independe da massa ou do tamanho do sistema, como temperatura e pressão.

Propriedade extensiva

Propriedade que depende diretamente da massa total do sistema, como volume e entalpia.

Equilíbrio térmico

Estado no qual dois corpos em contato atingem temperaturas idênticas, cessando o fluxo líquido de calor.

Lei Zero da Termodinâmica

Se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, estão em equilíbrio térmico entre si.

Temperatura

Medida microscópica da energia cinética média das partículas que compõem um sistema.

Calor

Energia térmica transferida espontaneamente entre corpos devido a uma diferença de temperatura.

Trabalho (W)

Energia mecânica transferida por meio da atuação de uma força ao longo de um deslocamento.

Energia interna (U)

Soma de todas as energias cinéticas e potenciais das partículas no interior do sistema.

Primeira Lei da Termodinâmica

Princípio da conservação da energia: a variação da energia interna equivale ao calor trocado menos o trabalho realizado.

Processo quase-estático

Transformação que ocorre de forma infinitamente lenta, mantendo o sistema quase em equilíbrio contínuo.

Processo reversível

Transformação ideal que pode retornar ao estado inicial sem deixar alterações permanentes no universo.

Processo irreversível

Transformação espontânea real cujo caminho reverso deixaria modificações permanentes no meio.

Processo isotérmico

Transformação termodinâmica que ocorre a uma temperatura constante durante todo o trajeto.

Processo isobárico

Transformação termodinâmica realizada sob pressão externa constante.

Processo isocórico

Transformação que ocorre a volume constante, sem que haja realização de trabalho mecânico de expansão.

Processo adiabático

Transformação na qual o sistema não troca calor com a vizinhança durante a transição.

Gás ideal

Modelo teórico de gás cujas partículas têm volume desprezível e não exercem forças intermoleculares mútuas.

Equação dos gases ideais

Relação fundamental dada por P.V = n.R.T, ligando pressão, volume, mols e temperatura absoluta.

Capacidade térmica

Quantidade de calor necessária para alterar a temperatura de um corpo em uma unidade.

Calor específico

Capacidade térmica por unidade de massa, característica intrínseca de cada substância.

Calor latente

Energia térmica necessária para promover uma mudança de fase de uma substância sem alterar a temperatura.

Entalpia (H)

Função de estado definida como a soma da energia interna com o produto da pressão pelo volume (U + PV).

Entropia (S)

Função de estado que quantifica a dispersão de energia térmica e a irreversibilidade de um sistema.

Segunda Lei da Termodinâmica

A entropia total de um sistema isolado nunca diminui; o calor não flui espontaneamente do frio para o quente.

Enunciado de Kelvin-Planck

É impossível construir uma máquina térmica que retire calor de uma fonte e o converta totalmente em trabalho útil.

Enunciado de Clausius

É impossível construir um dispositivo que transfira calor de um corpo frio para um quente sem consumir trabalho externo.

Máquina térmica

Dispositivo cíclico projetado para converter parte da energia térmica absorvida em trabalho mecânico.

Rendimento térmico

Razão entre o trabalho mecânico líquido produzido e a quantidade total de calor absorvida da fonte quente.

Ciclo de Carnot

Ciclo termodinâmico reversível teórico composto por duas etapas isotérmicas e duas adiabáticas alternadas.

Teorema de Carnot

Nenhuma máquina térmica operando entre duas temperaturas fixas pode ser mais eficiente que uma máquina de Carnot.

Refrigerador termodinâmico

Dispositivo cíclico que utiliza trabalho mecânico para transferir calor de um reservatório frio para um quente.

Coeficiente de desempenho (COP)

Medida de eficiência para refrigeradores e bombas de calor, baseada no efeito térmico útil pelo trabalho consumido.

Terceira Lei da Termodinâmica

A entropia de uma substância perfeitamente cristalina atinge valor nulo quando a temperatura atinge o zero absoluto.

Zero absoluto

Limite inferior de temperatura (0 Kelvin), no qual cessa a agitação térmica clássica dos átomos.

Energia livre de Gibbs (G)

Potencial termodinâmico definido por G = H - TS, cujo decréscimo prevê a espontaneidade a pressão e temperatura constantes.

Energia livre de Helmholtz (A)

Potencial termodinâmico definido por A = U - TS, usado para analisar a espontaneidade a volume e temperatura constantes.

Espontaneidade termodinâmica

Tendência natural de um processo ocorrer sem a necessidade contínua de intervenção ou fornecimento externo de trabalho.

Ponto triplo

Estado único de pressão e temperatura no qual as fases sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio.

Ponto crítico

Condição limite de temperatura e pressão na qual a distinção entre a fase líquida e o vapor desaparece.

Fluido supercrítico

Estado da matéria existente acima do ponto crítico que combina densidade de líquido e difusividade de gás.

Efeito Joule-Thomson

Variação na temperatura de um fluido real ao sofrer expansão estrangulada sem realização de trabalho externo nem troca de calor.

Equação de Van der Waals

Equação de estado que aprimora o modelo ideal considerando o volume próprio das moléculas e as forças de atração mútua.