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Transcrição de vídeo

falei muito sobre a variação energia interna de um sistema que acontece devido ao calor é adicionado ao sistema ou o trabalho adicionado o sistema ou realizado sobre o sistema vou escrever novamente as fórmulas do outro jeito só para que você veja as duas formas pode se dizer que a variação e energia interna é igual ao calor adicionado ao sistema - o trabalho realizado pelo sistema a duas perguntas que podem surgir naturalmente em sua cabeça a primeira pergunta é como o calor é adicionado ou retirado de um sistema ea segunda pergunta é como o trabalho é realizado realizado sob um sistema eu acho que a noção de calor é muito intuitiva se houver aqui um sistema mais partículas em algum tipo de reservatório a temperatura do reservatório é não sei digamos que seja uma temperatura de um vôo ou mesmo dar lhes um digamos que a temperatura seja igual a 300 que alves se eu quiser adicionar calor é esse sistema o que posso fazer é colocar outro sistema bem próximo a ele talvez ao lado dele não sabemos o seu tamanho algumas partículas ali mas sua temperatura é muito muito muito mais alta a temperatura de sistema digamos temperatura p2 é igual a não sei vamos dizer que seja mil que elvis o que vai acontecer nessa situação o calor do segundo sistema será transferido para o primeiro sistema portanto calor entrará num sistema agora calor trabalho e até mesmo energia interna e isso remete nos para discussão sobre macro estados versus micro estados o calor está alterando o makro estado de nossos sistemas a temperatura desse sistema diminuir a temperatura desse outro sistema aumentará mas nós sabemos o que está acontecendo em um nível micro essas moléculas perderam energia cinética essas moléculas ganharam energia cinética e como isso acontece de fato vamos supor que haja algum tipo de recipiente aqui talvez seja uma parede sólida então essas moléculas irão se chocar contra essa parede fazendo com que as partículas nessa parede vibre e em seguida as partículas nas paredes do recipiente verde e vibraram quando as moléculas do recipiente verde tocarem a parede elas irão saltitar para fora com ainda mais energia cinética com ainda mais velocidade por causa dessa vibração na parede que as fará recuar ainda mais basicamente é desse modo que a energia cinética é transferida ou o calor é transferido e eu acho que isso é bastante intuitivo se colocarmos isso ao lado de um refrigerador no sistema como temperatura mais baixa energia cinética seria perdida ou calor seria perdido há outras maneiras de se fazer isso poderíamos comprimir um ano quero falar sobre isso agora porque isso significaria abordar o trabalho como podemos adicionar ou retirar trabalho de um sistema isso é um pouco mais interessante voltemos ao nosso exemplo do pistão vou desenhar algumas linhas aqui há portanto um recipiente aqui está o recipiente tem uma parte superior móvel esse é o pistão voltando ao exemplo vamos trabalhar com principalmente a usar o diagrama de pressão versus volume o diagrama pv que usaria daqui a pouco iremos trabalhar com processos quase estáticos processos que estão sempre perto suficiente de um estado de equilíbrio para podermos falar de macro estados como a pressão eo volume lembre se que se acontecer algo louco para que todo o sistema esteja em fluxo esses macro estados não serão mais definidos queremos portanto trabalhar com um processo quase estático por isso haverá pedrinha em vez de uma pedra grande a pressão esse é o pistão que está sendo mantido para baixo por essas pedras opção está sendo empurrado para cima pela pressão do gás o gás está se chocando contra a parte superior está se jogando contra tudo em cada ponto do recipiente a pressão é a mesma e o que acontece nesse exemplo ao remover uma pedra ari colares u se eu remover uma pedra dessa coisa bem aqui copiar e colar é a mesma coisa agora eu vou remover uma pedra ou remover de cima pronto foi removido o que vai acontecer agora haverá menos peso para empurrar o pistão para baixo havendo uma certa quantidade de pressão empurrando para cima durante um período muito pequeno de tempo o sistema sairá do estado de equilíbrio mas haverá uma diferença muito pequena no peso que empurrou pistão para baixo portanto espera-se que não haja uma alteração enorme de equilíbrio o sistema permanecerá muito próximo do estado de equilíbrio mas sabíamos do exemplo anterior que em vez do pistão sair voando ele vai se deslocar um pouco opção era apenas se deslocar um pouquinho ao retirar a pedra o pistão ficará assim ben ali eu vou preencher essa parte com preto porque esse espaço não desapareceu vou preencher isso ben ali portanto nosso questão vai se movimentar um pouco pra cima o que eu afirma que ao remover essa pequena pedra que o sistema realizou algum trabalho vamos pensar nisso o trabalho de acordo com as definições que você aprendeu no primeiro ano de física a usar ou trabalhar com mecânica clássica você aprendeu que trabalho é força vezes distância se eu estiver afirmando que no momento que esse que estão se movimentou para cima um pouco quando removi seixo eu estou afirmando que esse sistema realizou algum trabalho estou portanto afirmando que uma força foi aplicada esse questão e que essa força foi aplicado o pistão por alguma distância vamos descobrir o que significa isso e se podemos de alguma forma fazer a relação com outras propriedades macro que conhecemos razoavelmente bem sabemos a pressão eo volume certo sabemos qual a pressão está sendo exercida sobre o pistão pelo menos nesse momento qual é a fórmula da pressão a pressão é força por área lembre-se você está vendo esse estão de lado mas o questão é como uma placa plana ou um teto plano na parte superior dessa coisa qual foi a distância percorrida ao movimentar se eu poderia movimentar um pouco mais para cima movimentou-se bom e um desenho uma distância muito grande aqui mas movimentou se uma distância x essa alteração opção então movimentou-se pra cima uma distância xl certo qual é a força que empurra o pistão para cima a força não sabendo sua pressão a pressão é força por área portanto se quisermos saber a força precisamos multiplicar pressão vezes a área se multiplicarmos os dois lados dessa fórmula por área temos força a área desse pequeno teto desse recipiente bem ali poderia ser eu poderia desenhar alguma profundidade mas eu acho que você sabe do que estou falando tem uma área que é provavelmente igual à área da base do recipiente poderíamos dizer que a força aplicada ao sistema vou usar outra cor à força é igual a pressão do sistema vezes a área do teto do recipiente do pistão essa é a força com a distância a distância é esse xis aqui a distância é vou usar a cor azul essa variação bem aqui não é desenho muito grande mas é esse xis vamos ver se podemos relacionar isso de alguma forma vou desenhar um pouco maior vou tentar fazer o desenho em três dimensões ou desenhar o pistão 14 para desenhar o ramos ea cor marrom opção seria vou desenhá lo como uma uma elipse o pistão se parece com isso e ele foi empurrado para cima foi empurrado para cima uma distância x quero ver como poderia o papa vou vou copiar e colar o mesmo o pistão empurrado para cima uma distância x vou desenhar isso ele foi empurrado para cima a uma distância x estamos afirmando que o nosso o desculpe essa é a força é porque eu quero que fique bem claro essa é a força e essa é a distância o trabalho é igual à força o que é pressão vezes a área vezes distância quero que isso fique bem claro porque quando escrevi isso eu disse que a força aplicada é a pressão vezes a área do cilindro essa aqui é a área do cilindro essa aqui é a área do cilindro portanto força é pressão vezes essa área em seguida o pistão movimentou-se uma distância x poderíamos reorganizar isso poderíamos dizer que o trabalho é pressão vezes área verde x o que é isso o que é essa área saia bem aqui vezes x isso será a variação de volume certo nessa área vezes a altura é o volume é basicamente isso é o quanto o volume do recipiente variou quando o pistão foi empurrado para cima o volume do recipiente aumentou você pode ver isso mesmo olhando de lado o retângulo ficou um pouco mais alto ao olhar para o desenho em três dimensões você vê que não ficou mais alto em uma área de superfície à área de superfície vezes a altura é igual ao volume portanto esse bem aqui essa expressão bem aqui é uma variação de volume podemos escrever agora a fórmula do trabalho relacionado às coisas que conhecemos então poderemos inscrever a fórmula do trabalho realizado pelo sistema o trabalho é igual a pressão vezes a variação do volume agora isso tem uma repercussão muito interessante podermos na verdade muitas podemos reescrever as formas da energia interna por exemplo podemos escrever agora que a variação interna ea energia interna é igual ao calor adicional do sistema mas o trabalho melhor - o trabalho realizado pelo sistema e qual o trabalho realizado pelo sistema é a pressão do sistema vezes o quanto esse sistema expandiu ze nesse caso o sistema está empurrando esses brindes ou esses grãos de areia pra cima está realizando o trabalho se fosse o contrário se estivéssemos acrescentando a e empurrando o sistema para baixo estaremos realizando trabalhos sobre o sistema portanto essa situação aqui quando estou removendo a areia eo pistão sob basicamente o gás está empurrando o sistema para cima o sistema está realizando o trabalho voltando para a nossa pequena forma segundo a qual a energia interna é o calor - o trabalho realizado por um sistema portanto é realizado por podemos então escrever isso como sendo igual ao calor adicional do sistema - essa quantidade a pressão do sistema vezes a variação de volume é interessante se o volume estiver aumentando então o sistema está realizando o trabalho e isso aplica se falamos muito mais sobre motores no futuro mas é assim que os motores funcionam há uma pequena explosão que ocorre dentro de um cilindro que empurrou pistão para cima em seguida e se stão movimenta muitas outras coisas que eventualmente acionam rodas portanto se o volume aumenta estamos realizando o trabalho vamos parar por aqui neste vídeo o próximo vídeo vamos relacionar isso essa nova maneira de escrever a fórmula de energia interna vamos relacioná-la com o diagrama pv