Termodinâmica - Trabalho organizado

INTRODUÇÃO

            A termodinâmica é o ramo da física que estuda as relações de troca entre o calor e o trabalho realizado na transformação de um sistema físico, quando esse interage com o meio externo. Ou seja, ela estuda como a variação da temperatura, da pressão e do volume interfere nos sistemas físicos. O estudo e o desenvolvimento da termodinâmica surgiram da necessidade de criar máquinas e de aumentar a eficiência das máquinas existentes naquela época, as máquinas a vapor. 

O estudo desse ramo parte das Leis da Termodinâmica, leis essas que postulam que a energia pode ser transferida de um sistema para outro na forma de calor ou trabalho. E ainda postulam a existência de uma quantidade denominada de entropia, a qual pode ser determinada para todos os

DESENVOLVIMENTO

A termodinâmica teve início em 1650, com Otto Von Guericke. Ele foi o responsável pela criação da primeira bomba a vácuo do mundo, além de criar o primeiro vácuo artificial através das esferas de Magduberg.

 Anos mais tarde Robert Boyle ficou sabendo dos experimentos de Otto, e em parceria com Robert Hooke, construiu uma bomba de ar. Através dessa bomba, Boyle e Hooke perceberam a relação entre pressão, volume e temperatura, e através dessa descoberta Boyle formulou uma lei que estabelece que a pressão e o volume são inversamente proporcionais. Essa lei ficou conhecida como Lei de Boyle.

 
Estudos posteriores, baseados nos conceitos de pressão, temperatura e volume, fizeram por surgir a primeira máquina a vapor, com Thomas Savery. As máquinas daquela época eram muito grandes e robustas, mas atraíam a atenção de muitos cientistas, como foi o caso de Sadi Carnot. Denominado de o “pai da termodinâmica” em 1824 fez a publicação de “Reflexões sobre a Potência Motriz do Fogo”, nessa sua publicação ele fazia um discurso sobre o calor, a eficiência e a potência das máquinas a vapor. Esse fato marcou o início da Termodinâmica como ciência moderna. 

Leis da Termodinâmica 

O estudo da termodinâmica se baseia em leis que foram estabelecidas experimentalmente, veja: 

Lei zero da Termodinâmica: diz que quando dois corpos possuem temperaturas iguais em relação a um terceiro, diz-se que eles têm igualdade de temperatura entre si. 

Primeira Lei da Termodinâmica: ela fornece um aspecto quantitativo da conservação da energia. Lembrando que a conservação da energia diz que “na natureza nada se perde nada se cria, tudo se transforma”. 

Segunda Lei da Termodinâmica: fornece aspectos qualitativos de processos em sistemas físicos, ou seja, ela diz que um processo pode ocorrer tanto em uma direção como em outra. 

Terceira Lei da Termodinâmica: diz respeito a um ponto de referência para fazer a determinação da entropia do sistema.

TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA

A transformação isocórica ou isovolumétrica é aquela em que, num processo termodinâmico de um gás ideal, o volume permanece constante durante o processo, a palavra isocórica vem da junção de duas palavras gregas onde (isso significa igual e coros significa volume)  

Os cientistas Jacques Alexandre César Charles (1746-1823) e Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) estudaram de modo independente essas transformações isocóricas, que também podem ser chamadas de transformação isométrica ou transformação isovolumétrica 

Eles observaram que, se o volume e a massa do gás permanecessem constantes e eles dobrassem a temperatura, indo de T para 2T, então a pressão também dobraria, indo de P para 2P. Além disso, se diminuíssem a temperatura, por exemplo, pela metade, indo de T para T/2, o resultado seria que a pressão também diminuiria pela metade, de P para P/2. 

Em matemática, duas grandezas são consideradas diretamente proporcionais se a relação entre elas der igual a uma constante. Assim, essa lei pode ser expressa da seguinte forma:

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