Como funciona o equilíbrio térmico?

Perguntado por: ibarbosa . Última atualização: 17 de maio de 2023
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O equilíbrio térmico ocorre quando os componentes de um sistema termodinâmico transferem calor entre si, sempre no sentido do corpo mais quente para o corpo mais frio, até que sua temperatura seja equilibrada.

Equilíbrio térmico é a condição em que um corpo encontra-se na mesma temperatura que suas vizinhanças. Observa-se que todos os corpos que se encontram em temperaturas mais altas que seus vizinhos tendem a ceder-lhes calor de forma espontânea até que ambos passem a apresentar a mesma temperatura.

De acordo com ela, o equilíbrio térmico é atingido quando dois ou mais corpos recebem a mesma quantidade de calor, no entanto, essa não é a definição de equilíbrio térmico.

Conforme exposto, um equilíbrio químico só ocorrerá: Se a reação for reversível; Quando a velocidade da reação direta for igual à da reação inversa; Se a reação ocorrer em ambiente fechado (no caso de gases).

As máquinas térmicas absorvem calor e liberam trabalho, o contrário do que fazem os refrigeradores. De acordo com a primeira lei da Termodinâmica, as máquinas térmicas precisam receber certa quantidade de calor para funcionar.

Ao receber calor, por exemplo, a temperatura dos corpos tende a aumentar. Mas, para substâncias puras, quando atingidas determinadas temperaturas, o ganho de calor pode acarretar uma mudança de estado físico.

O grande volume e a alta capacidade térmica da água fazem do oceano o regulador do sistema climático, reduzindo as diferenças de temperatura e criando um ambiente propício para a vida em quase toda a superfície da Terra.

Há três mecanismos conhecidos para transferência de calor: radiação, condução e convecção (Fig. 2.13). Como vimos, a radiação consiste de ondas eletromagnéticas viajando com a velocidade da luz.

A atmosfera e as nuvens carregam o calor irradiado por terra, oceanos, florestas etc., através do vapor de água e das correntes de ar. Observe agora que parte da radiação emitida pela Terra é reabsorvida na atmosfera (15%), ficando presa. Isso é o que chamamos de efeito estufa natural.

Sistema aberto – trocas de energia e de matéria. Sistema fechado – trocas de energia, apenas. Sistema termicamente isolado – não há trocas de energia nem de matéria. Se houvesse equilíbrio termodinâmico entre os seres vivos e o ambiente, não seria possível a manutenção da vida no planeta Terra.

Quando os dois corpos entram em contato, há um fluxo de energia térmica espontânea que vai do corpo mais quente para o corpo mais frio. Esse fluxo de energia térmica é chamado de calor. Com o passar do tempo, os dois corpos atingem a mesma temperatura. Neste instante, o calor cessa.

Dizemos que a variação de temperatura sofrida pelo corpo foi de 50°C, e isso pode ser determinado matematicamente por meio da diferença entre o valor final e o valor inicial de temperatura (60 – 10 = 50).

Na verdade, temperatura de um objeto ou meio é a medida de o quanto estão agitados seus átomos e moléculas, enquanto que calor, ou energia térmica, é a quantidade de energia envolvida nessa agitação molecular.

O equilíbrio é estabelecido quando a soma das forças que agem sobre um corpo é nula. Ele pode ser classificado como estático ou dinâmico. Um corpo está em equilíbrio quando a somatória de todas as forças que atuam sobre ele for nula, ou seja, igual a zero.

Atividades que ajudam a desenvolver os sentidos e fortalecer os músculos também contribuirão para o desenvolvimento do equilíbrio. Algumas ideias para exercitá-lo são: jogar e pegar uma bola, subir as escadas e brincar em um escorregador no parquinho, andar sobre quatro apoios como os animais, pular, etc.

Na Física são considerados dois tipos de equilíbrio, o equilíbrio estático que determinado pelo corpo em repouso, ou seja, com velocidade nula e o equilíbrio dinâmico em que corpo possui velocidade constante. Nos dois tipos de equilíbrio temos que a força resultante que atua sobre ele é nula.

A primeira lei da termodinâmica aplica o princípio de conservação de energia a sistemas em que a transferência de energia para dentro e para fora do sistema se dá pela transferência de calor e pela realização de trabalho.

Exemplos de máquinas térmicas

  • motores de combustão interna – motores movidos a gasolina, álcool, diesel, GLP e querosene;
  • máquinas movidas a vapor – locomotivas, máquinas de tecer;
  • usinas termoelétricas;
  • refrigeradores e ar-condicionado – máquinas térmicas invertidas, chamadas de refrigeradores ou bombas de calor.

A Termodinâmica, como teoria Física, é estruturada por quatro leis: lei zero, associada ao conceito de temperatura, primeira lei, associada ao conceito de energia, segunda lei, associada ao conceito de entropia, e terceira lei, também chamada de postulado de Nernst, associada ao limite constante da entropia quando a ...

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