Exemplo de conversões em termodinâmica

Diferença entre calor e temperatura: Calor é a energia que passa de um corpo para outro, enquanto a temperatura é a medida da energia cinética de cada molécula.
Equilíbrio térmico: É o momento em que dois ou mais corpos de diferentes temperaturas atingem o equilíbrio devido à transferência de energia térmica de um deles, até atingirem a mesma temperatura.
Escalas termométricas absolutas
Temperatura absoluta: É a medida da energia cinética média de cada molécula medida em graus Kelvin.
Celsius: É a medição em graus de temperatura com base no ponto de fusão (0 ° C) e no ponto de ebulição (100 ° C) da água a 1 atmosfera.
Fahrenheit: É a medida em graus de temperatura que propõe (32 ° F) para o ponto de fusão e (212 ° F) para o ponto de ebulição da água a 1 atmosfera.
Kelvin: Baseia-se na temperatura mais baixa que pode ser obtida (zero absoluto) e corresponde a - 273 ° C = 0 ° K e sua escala é Celsius.
Rankine: Baseia-se na temperatura mais baixa que pode ser obtida em um corpo (zero absoluto), mas neste caso a escala será a mesma de graus Fahrenheit e corresponde a - 460 ° F = 0 ° R

EXEMPLO DE CONVERSÃO:

Um paciente em um hospital atingiu a temperatura corporal de 40 ° C, você quer saber essa temperatura em graus Fahrenheit, Rankine e Kelvin.
Primeiro, é determinada a relação entre os graus centígrados e as outras escalas.
° K = ° C + 273 = 40 + 273 = 313 ° K
° F = 9/5 (° K -273) + 32 = 9/5 (313 -273) + 32 = 104 ° F
° R = ° F + 460 = 104 + 460 = 564 ° R
Quente: É a energia que passa de um corpo para outro quando ele tem uma temperatura diferente. O calor é a causa e a temperatura é o efeito. Suas unidades são:
Caloria: Quantidade de calor necessária para elevar a temperatura em 1 ° C de um grama de água.
Quilocaloria: Calor necessário para elevar a temperatura em 1 ° C de um quilograma de água.
B.T.U: Quantidade de calor para elevar a temperatura 1 ° F de meio quilo de água.
Joule: Conhecido como o equivalente mecânico do calor e é igual a: 1 cal = 4,18 J
Capacidade de calor específico: É a quantidade de calor que um corpo suporta ou pode emitir.
Calor específico: É o calor necessário aplicado à unidade de massa para aumentar sua temperatura em 1 ° C.
Calor latente: É o calor que deve ser fornecido ao kg de uma substância na temperatura de transformação, para mudar seu estado.
Q = cal
m = kg
C_eu = kcal / kg
C_eu= Q / m

EXEMPLO DE PROBLEMA DE CALOR LATENTE:

Calcule o calor latente de um corpo de massa de 2,3 kg que produz uma força de 245 N a uma distância de 12 m.
Primeiro determine o trabalho que está sendo feito.

W = Fd = (245 N) (12 m) = 2490 J
Uma vez que o trabalho é obtido em Joules, eles se transformam em calorias com a seguinte relação:

1 cal - 4,81 J
x cal - 2490 J

x cal = (1 cal) (2490 J) / 4,81 J = 517,64 cal

Finalmente, o resultado do calor é substituído na equação do calor latente:

C_eu= Q / m = 517,67 cal / 2,3 kg = 225,03 cal / kg

Calor de fusão: É a quantidade de energia térmica necessária para derreter a unidade de massa de uma substância sólida. Essa mesma quantidade de calor deve ser irradiada quando a substância se solidifica.
Calor da vaporização: É a quantidade de energia necessária para separar as moléculas contidas em uma unidade de massa e mudar a substância da fase líquida para a fase vapor.