Aula 2.1 - Calor e Trabalho: processos de troca de energia
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- Опубліковано 15 вер 2024
- Uma pergunta que recebo com frequência diz respeito à formulação da 1a lei que eu uso neste vídeo.
Na expressão da 1a lei, W, por exemplo, se refere ao trabalho realizado sobre o sistema pelo ambiente, seja ele finito ou infinitesimal. Para destacar que esta lei é válida para processos infinitesimais, alguns autores utilizam uma notação que envolve "d - tracinho", e o termo resultante é chamado de uma diferencial "inexata", o que é, na opinião do Daniel Schroeder, autor do texto base das minhas aulas, uma nomenclatura desastrada, com o que eu concordo. Repito que não há nada de errado nisso, se você tiver bem claro em sua mente que uma diferencial "inexata" não é, na verdade, "diferencial" de nada. O uso desta nomenclatura por um físico do porte do Callen, meu autor favorito, mostra com clareza que este uso não está errado, mas deve ser feito com cuidado.
A minha discussão sobre o assunto tem por objetivo pedagógico enfatizar que o trabalho realizado sobre um sistema termodinâmico num processo finito é uma integral de linha, que depende de como este processo é realizado, e não apenas dos estados inicial e final. Se o W fosse uma diferencial de fato, esta integral seria uma integral usual, e seu resultado dependeria apenas dos limites de integração.
Suas aulas são muito boas! Tem um grande domínio do conteúdo e muita facilidade em transmiti-lo. Sou mestre em física pela UnB e não reclamo dos meus antigos professores, mas torço para que mais docentes como o senhor apareçam, pois dessa forma, os estudantes teriam mais motivos de irem às aulas kkkkk. Pois a grande maioria dos estudantes de física gasta boa parte da sua energia aprendendo por conta própria! Apredizagem essa que não se compara com aquela adquirida por um aluno que teve a felicidade tê-lo como professor. Parabéns.
Já sou graduado em física, mas hoje estou gastando meu 4G para rever alguns vídeos e usar em minha aula.
Muito bom como sempre!
Essa aulas provam que quem realmente domina o assunto tem uma fala simplificada. Sem dúvida estas aulas são uma fonte de inspiração.
Boa Noite, excelente aula, muito bem explicada
Estou estudando termodinâmica para concurso, já estou a mais de 15 anos longe de uma sala de aula, passei diversos vídeos aqui no UA-cam até parar nas aulas desse professor. Suas aulas são muito claras e objetivas, sem loucuras de físicos loucos; muitos professores aqui no UA-cam são físicos ou matemáticos, ensinam como se estivessem lidando com outros físicos/ matemáticos....lamentável.
Parabéns ao professor!
Obrigado pela aula professor
Professor, muito obrigada por suas aulas!
Esse professor é mto top.
Professor, muito muito legal você ter comentado sobre o uso inadequado do termo "Calor". Obrigado pelas aulas, obrigado por tê-las disponibilizado gratuitamente na internet.
Me tira uma duvida. Calor é energia ou processo de transferência?
E pq na quimica o pessoal se refere calor como sendo energia? E pq dizem tbm " energia em forma de calor"
@@luanoliveira2877 muitas pessoas ainda se referem como uma quantidade trocada por corpos que estão em diferentes temperaturas, o tal do "Calórico". Tornou-se um erro comum, por exemplo, ter um capítulo de "Processos de troca de calor" como se calor fosse algo a ser trocado, e não um processo.
Top demais.fico louco!
Professor excelente!
Uau! Amei a aula
como aluno do ensino médio, habituado a tantas explanacões focadas em somente ˋˋjogar o conteúdo´´ aos alunos ao invés de instigar o aprendizado, é bom ver uma aula bem dada, é bonita de se assistir! Qual seria o livro do Feymann em questão sugerido a leitura
Ótimo professor!
Muito obrigada!!!!! :)
gostei da didatica.Faço quimica e vc me ajudou, valeu
Excelente!
Sensacional!
muito bom professor!!! show essa aula!!!
Magnífico!
melhor professor ! parabens
Aula perfeita!
esse professor dá de 1000 a 0 em muito professor de universidade federal famosa
mas a federal fluminense é famosa amigo
amei!
Muito bom!!!!
Excelente! Livro bom também é o do Moran.
Caro prof, primariamente parabens para as suas aulas. Elas são as melhores que eu vi! Você pode por favor me responder a esta pequena pergunta: o moto perpetuo não existe porque a experiencia nos diz que qualquer sistema tem energia finita. O universo, porém, é infinito então a energia dele é infinita. Como o senhor responderia a este silogismo?
Show!
Professor, estou confuso sobre a afirmação "o sol fornece espontaneamente energia à Terra devido à diferença de temperatura entre os dois corpos, portanto essa energia transita pelo processo que chamamos calor". Mas o Sol emite radiação simplesmente por estar acima de 0K, idependente da diferença de temperatura entre Sol e Terra. A Terra faz o mesmo. Então, ao afirmar o que destaquei, significa que se Sol e Terra estivessem na mesma temperatura, um não estaria recebendo mais radiação do outro que o outro do um. Ou seja, não há efetivamente transferência de energia. Só que como a intensidade de energia emitida é proporcional à quarta potência da temperatura do corpo, podemos afirmar que a energia transferida também é, seguindo, então, E1 = k1T⁴ para a energia emitida pelo Sol e recebida pela Terra e E2 = k2T⁴ para a energia emitida pela Terra e recebida pelo Sol. k1 e k2 são constantes. Mas não há garantia que k2 seja igual a k1. Então não há garantia que E1 = E2, e assim, eles não há garantia que o sistema Sol-Terra esteja em equilíbrio térmico, mesmo que estejam à mesma temperatura. Posso estar totalmente equivocado, acabei de terminar o ensino médio, mas isso está confundindo minha mente. Obrigado pela aula, muito boa!
Minha dúvida se expande por todos os exemplos de irradiação térmica. Pelo que sei, todos os corpos acima de 0K emitem energia na forma de radiação eletromagnética, assim, quem for "atingido" pela radiação, absorve certa quantidade dessa energia independente de diferença de temperatura. Por que então isso é calor? Vamos tentar fazer um experimento mental: se eu pegar um corpo A e isolar ele de todo o resto do universo, no vácuo perfeito, isolado de qualquer galáxia etc, o senhor entendeu (tenho certeza rs). Ele, estando acima de 0K, emite radiação. Logo, a emissão da energia não depende de diferença nenhuma de temperatura entre corpos, pois não há outro corpo ali. Agora imagine essa radiação se propagando pelo vácuo, imagine que bem longe do corpo A, há um corpo B, também isolado de tudo. Suponha TA = TB. Se esse corpo B tem contato com a radiação que A emitiu, ele irá absorvê-la, mesmo sem haver diferença de temperatura, certo? Então, B recebe energia de A, mas TA = TB. Como pode, se chamamos o processo de calor?
Teríamos que afirmar que, se TA = TB, a energia que A emite e é absorvida por B é igual à que A recebe de B, e vice-versa, o que cai no primeiro comentário. Outra coisa, o processo de emissão em si não é calor, certo? Porque calor presume que há mais de um corpo
Se não há diferença de temperatura, eles recebem radiação entre si sem "trocar calor." Só isso. É por isso que radiação pode ocorrer mesmo sem que haja diferença de temperatura, até porque a energia envolvida não necessariamente vai aumentar pelo processo de calor, simplesmente como quando não houver diferença de temperatura havendo a irradiação. No vacuo do espaço isolado, a temperatura permanece constante entre corpos mesmo que haja radiação entre eles absorvendo energia, tal energia mantendo apenas a temperatura de cada um constante. Mas se um deles estiver isolado, eles perderão energia para o espaço vazio até chegar a próximo do zero absoluto.
Jorge, eu posso aceitar que se restrinja a palavara calor de um jeito que o processo de aquecimento no microondas seja identificado como trabalho e não calor. Mas isto me dá um certo desconforto para dizer que a radiação recebida do sol (ou pelomenos parte dela, eu creio) pode ser entendida como calor. Esse fluxo não sai do sol para chegar onde quer que seja como consequência da diferença de temperatura entre o ponto de saída e o de chegada. Não é a diferença de temperatura que ocasiona o fluxo. Parece que seria mais consistente dizer que o caso da radiação que vem do sol estaria mais "no jeito" daquela que sai da antena do microondas para aquecer uma pedra de gelo seco, por exemplo, em que há diferença de temperatura entre antena e sistema, mas a radiação (ou o fluxo) em si não é causada (o) por essa diferença. Daí teríamos que dizer que o aquecimento que vem pela radiação solar é "trabalho" e não "calor". Tem a questão da espontaneidade do processo, mas mesmo assim, fica "meio filosófico-linguístico", pois se é calor ou trabalho não deveria depender de "agente intencional" (no caso do microondas, alguém tem que ligar ele na tomada...). Só pensando alto. Como sempre, ótimas aulas, parabéns a você a ao pessoal da UFF.
olá amigo!!!
no micro-ondas o que ocorre é um fenômeno de ressonância. no caso do sol - terra o fluxo de energia se da por irradiação que é causada por diferença de temperatura. portanto no micro-ondas o processo é TRABALHO e o fluxo de energia sol terra é chamado de calor. vc está confundindo os fenômenos. A análise do professor, na minha opinião, é perfeita.
abraços!!!
Obrigado pela paciência em responder e por dar sua opinião, mas acredito que você confundiu não apenas os fenômenos, mas o que eu digo sobre eles. A questão que eu levanto é fortemente sobre retórica, sobre o que chamamos de qual nome baseado em algum critério. Em um microondas, ressonância ocorre tanto ao excitar a válvula klystron quanto no prrocesso de absorção pelas moléculas do alimento aquecido, e nenhuma dessas duas instâncias tem relação com o que eu disse.
@@mestremiranda1171 Não ocorre ressonância no microondas. Essa idéia está equivocada.
@@mestremiranda1171 Este fenômeno acontece para toda uma faixa de frequências e não requer uma ressonância para acontecer. Desta forma, as ondas de micro-ondas provocam rotação das moléculas de água, que ao girar agitam as moléculas vizinhas transferindo energia e aumentando sua agitação, consequentemente sua temperatura.
@@zer0s0und A forma como o micro-ondas aquece os alimentos na realidade é um fenômeno conhecido como aquecimento dielétrico. Uma molécula polar, como a água, quando inserida em um campo elétrico tende a girar de maneira a se alinhar com o campo. Quando o campo elétrico inverte o seu sentido periodicamente, como nas ondas eletromagnéticas produzidas pelo forno, as moléculas giram em sentido alternado em busca de se realinhar com o campo.
❤
Tenho uma dúvida. O senhor mencionou que o Sol "envia" calor para a Terra através da radiação eletromagnética. Suponhamos que houvesse uma estrela nas mediações do sistema solar na qual tivesse a mesma temperatura do Sol. Essa radiação ainda sim alcançaria a estrela e seria uma transferência de energia na forma de calor? Caso não, o que ocorreria?
Ambas estrelas estariam em equilíbrio térmico, mas continuaria havendo radiação entre ambas. A radiação térmica entre ambas não depende da diferença de temperatura, apenas a troca de energia térmica que depende.
Então um trabalho que entra no sistema seria a energia de trabalho de outra máquina ? Alguém dá um exemplo de como um trabalho entra no sistema, porque o o trabalho negativo faz mais sentido...
Trabalho realizado sobre o sistema significa qualquer força externa ao sistema sendo aplicada sobre esse sistema. Pode ser humano, natureza ou máquina. Exemplo: compressor, motores térmicos, bomba de encher pneus, atmosfera. Ser negativo se trata apenas de convenção, pois o importante é que uma vez convencionado um sentido, deve ser respeitado para toda a formulação. Por exemplo: dizer que pressão negativa é o vácuo é uma convenção.
Trabalho é a troca de energia que não é na forma de calor. Ao meu ver trabalho é a troca de energia devido a diferença de pressão, análogo a calor que é devido a diferença de temperatura. Você tem troca de energia devido a variação da quantidade de partículas do sistema onde o potencial químico tem papel análogo ao da temperatura e pressão. Pode aparecer mais quantidades com papel análogo ao da temperatura, pressão e potencial químico como o campo H em sistemas magnéticos.
A seu ver você foi limitado. Existe trabalho por exemplo pelo atrito que aumenta a temperatura.
Gostei muito! São as melhores aulas do tema na internet. O único problema que ainda não consegui saber e encontrar qual é ordem destas aulas. Alguém poderia me ajudar?
Esse é o problema das aulas desse Professor, ficamos um poucos perdidos, mesmo sabendo o nome da meteria em questão... Porém não conseguimos acompanha o quadro em que se instala suas explicações.
Sim, concordo contigo, são as melhores aulas deste tema no UA-cam. Pelo tempo da sua pergunta talvez você já tenha encontrado a ordem, rs.
No entanto, caso tenha dúvida, é só ir na playlist porque eles dividem em aulas e cada playlist é subdivido em partes da aula ou você pode seguir pelos vídeos independentes que são identificados da seguinte forma: aula [parte da aula].[número da aula], por exemplo: aula 1.2 quer dizer que é a primeira parte da aula 2.
espero que tenha ficado claro :)
playlist
Isso é Física 2, ou o curso de Termodinâmica? Qual livro-texto? Callen, H. ??
+Lucas BORDINI MANENTI Isto é o curso de Termodinâmica da graduação em Física da UFF. O livro texto principal é Thermal Physics (D. Schroeder). Uso algumas ideias do Callen, que é um livro excelente mas mais profundo e mais formal do que considero apropriado para nosso curso.
Muito obrigado!! :D
Muito obrigado!! :D
Muito obrigado!! :D!! Queria muito ter aulas sobre o curso de Termodinâmica a nível de graduação no youtube!! ótima iniciativa!
Qual é a música no início de vídeo?
Antonio Vivaldi - Winter
Winter" Concerto No. 4: I. Allegro non molto
Então quando eu fricciono minhas mãos eu estou trabalhando minha mão
trabalho da força de atrito
Professor, o senhor considera o Hallidey um bom livro texto? Estou estudando por ele.
Livro conhecido bom é Nussenzveig ou alguns estrangeiros. No caso, se for estudar pelo halliday, melhor deixar ele como complemento e para exercicios, e pegar o Freedman & Young.
Capítulo 4 volumen 1 de Feyman lo pueden ver acá www.feynmanlectures.caltech.edu/I_04.html
Qual bibliografia o professor segue como referencia?
SANDRO BAGNARA veja, por favor, a resposta dada abaixo ao Lucas Bordini.
Ok obrigadooo... não fui buscar nos comentário. Abraços mesmo assim.
O calor, como forma de energia, tem a capacidade de realiza trabalho? ?
Para calor gerar trabalhor é necessário uma troca sistema/vizinhança. Por exemplo, vamos supor um sistema (água dentro panela pressão) vizinhança (gases em combustão). A energia da combustão é transferida na forma de calor ao vapor, aumentando a energia interna (temp, pressão) do vapor. Se você quiser converter parte da energia interna do vapor, em energia cinética, faça um furo na panela. Agora se você colocar um objeto sobre o vapor em movimento, este será arrastado, convertendo parte da energia cinética em trabalho de eixo. Acima está um exemplo de conversão de calor em trabalho mecânico.
@@alexandrossilva3323 Temperatura nao é energia cinetica media das particulas?
Entao pq fala energia em forma de calor???
Eu to com duvida:
Se um corpo que possui energia cinética tem a capacidade de realizar trabalho. ( oq explica a trocacao de energia cinetica entre duas particulas )
Como é que calor pode ser transferencia de energia da energia transferida???
@@luanoliveira2877 Cuidado! Energia não é a capacidade de realizar trabalho. Isso é equivocado. Calor não gera trabalho. Calor é um processo de transferência espontânea de uma quantidade energética envolvida pela diferença de temperatura, ou seja, o calor é um processo que mede a quantidade de energia em transito pela diferença entre a energia cinética dos corpos num sistema, ou seja, enquanto a temperatura é uma quantidade energética cinética, o calor mede a a energia proporcional a variação numa quantidade extensiva dessa energia cinética, trocado entre os corpos. Trabalho já é outro processo.
@@alexandrossilva3323Calor não gera trabalho. Calor é um processo de transferência espontânea de uma quantidade energética envolvida pela diferença de temperatura, ou seja, o calor é um processo que mede a quantidade de energia em transito pela diferença entre a energia cinética dos corpos num sistema, ou seja, enquanto a temperatura é uma quantidade energética cinética, o calor mede a a energia proporcional a variação numa quantidade extensiva dessa energia cinética, trocado entre os corpos. Trabalho já é outro processo.
@@KFernandesH Opa, hj em dia consegui compreender que calor é um processo de " transferência " de energia. ( coloquei entre aspas pq n existe essa de transferir energia )
O foda que a maioria dos canais do YT ensina o conceito de calor errado
Mas obrigado pelo seu comentário. Me ajudou mais a compreender
Qual o livro do Feynman?
Volume 1, capítulo 4, do Lectures on Physics (tem tradução em português).
Obrigado.
Obrigado, professor. Ajudou-me por tabela.
Excelente!