12 exemplos de sistemas termodinâmicos

Os sistemas termodinâmicos são o objecto de estudo da termodinâmica. Um sistema pode ser definido como uma certa quantidade de matéria ou uma região no espaço em que a atenção é focada na análise de um problema.

Por outro lado, o termo termodinâmica foi cunhado pelo físico e matemático britânico Thomson , que combinou as raízes gregas para o calor ( :έρμη: thermos) e poder ou força ( δύναμις: dynamis ).

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A termodinâmica é o ramo da física responsável pelo estudo do calor e seu potencial para produzir energia e as propriedades relacionadas a ambos os aspectos.

Tipos de sistemas termodinâmicos

Em uma primeira instância, alguns dos conceitos básicos relacionados aos sistemas termodinâmicos são ambiente, limite do sistema e universo.

O ambiente é tudo externo ao sistema, e seu limite é a interface que separa isso do ambiente. Finalmente, o universo é a combinação desses dois elementos.

Um sistema termodinâmico pode ser qualquer quantidade de substância, amostra ou máquina que se separa de seus arredores de uma maneira bem definida.

Essa separação pode ser real ou imaginária. Também deve ser considerado que nem a geometria, nem a composição química, nem o estado físico dos sistemas termodinâmicos são predeterminados, portanto, qualquer um deles pode mudar.

Por outro lado, existem três tipos de sistemas termodinâmicos: fechados, abertos e isolados. Em sistemas fechados, a energia pode ser transferida entre o sistema e seu ambiente, mas não a massa.

Se ambos podem ser transferidos, é um sistema aberto. No entanto, se não houver interação com o ambiente, o sistema é isolado.

15 exemplos concretos de sistemas termodinâmicos

Sistemas fechados

Nos casos de sistemas termodinâmicos fechados, a matéria não ultrapassa o limite do sistema. No entanto, a energia pode atravessá-la, mas na forma de calor ou trabalho. Os seguintes sistemas ilustram esse tipo:

-Pistões pneumáticos selados

-Arrefecimento em sistema de refrigeração

-Calorímetro

-O planeta Terra (obtém energia do Sol, mas praticamente não troca matéria com o exterior).

-Pressão de pressão (se o sistema estiver totalmente fechado, há risco de explosão)

Sistemas abertos

Nesse tipo de sistema, há uma troca de energia com o meio ambiente e não há impedimentos para que a massa ou a matéria atravesse os limites do sistema.

Além disso, o trabalho é realizado no ou pelo sistema. Alguns exemplos de sistemas termodinâmicos abertos incluem:

-Água fervente em uma panela sem tampa (calor e vapor, que é matéria, escapam para o ar)

-Turbinas

-Compressores

Trocadores de calor

-O corpo humano

Sistemas isolados

Um sistema isolado é aquele em que o trabalho não é realizado no sistema ou por ele. Tampouco é extraído ou adicionado calor do sistema.

Além disso, a matéria não flui para dentro ou para fora dela. Muito poucos sistemas termodinâmicos são totalmente isolados. Exemplos disso são:

-Cilindro de aço selado rígido contendo nitrogênio líquido

-Uma roupa de mergulho

-Cilindros de oxigênio

-Todo o universo físico

-Uma garrafa térmica (para manter as coisas frias ou quentes)

Referências

  1. Wu, C. (2002). Engenharia Baseada em Computador Inteligente Termodinâmica e Análise de Ciclo. Nova York: Nova Publishers.
  2. Nag, PK (2013). Engenharia Termodinâmica. Nova Deli: Educação McGraw-Hill.
  3. Han, F. (2017). Um Curso Moderno em Física Universitária: Óptica, Física Térmica, Física Moderna. Cingapura: World Scientific Publishing Company.
  4. Freiesleben Hansen, P. (2009). A Ciência dos Materiais de Construção. Londres: Springer Science & Business Media.
  5. Rauf, BS (2012). Termodinâmica simplificada para engenheiros de energia. Geórgia: The Fermont Press.

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