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Termodinâmica parte 3: a escala de Kelvin e um exemplo da lei dos gases ideais

Transcrição de vídeo

acabamos espero de obter intuição do por que minha pressão inicial vezes no volume inicial dividido pela minha temperatura inicial vai ser igual a aciu mudar o volume a pressão a temperatura ou alguma combinação de todos eles vai ser igual à minha nova pressão vezes o meu novo volume dividido pela minha nova temperatura e mais uma vez apenas se lembra de tudo isso a pressão vezes o volume é proporcional à quantidade de energia cinética no sistema a temperatura é proporcional à quantidade de energia cinética por molécula se não mudarmos o número de moléculas a quantidade uma vez que pela conservação de energia a quantidade de energia cinética não vai mudar a menos que façamos algum trabalho ou obtenhamos alguma energia potencial essas quantidades e essa relação não muda assistir o último vídeo e espero você obter alguma intuição e se ainda estiver confuso farei outro vídeo pra vocês pessoal antes de o aplicar essa equação isso vai te levar bem longe em termodinâmica apenas sabendo isso e ainda mais só tem uma intuição do que significa eu quero esclarecer uma coisa sobre temperatura existe muitas maneiras diferentes de se medir temperatura sabemos que em fahrenheit qual é o congelamento da água é 32 fahrenheit congelamento mas isso também é zero graus celsius na verdade é como a escala celsius foi determinada eles disseram onde a água congela e onde a água ferve 100 graus celsius é o ponto de ebulição e foi assim que eles definiram você poderia estar mais frio que o congelamento da água e você teria que ir negativo nessa situação fahrenheit não tenho certeza preciso procurar isso no wikipédia ou isso talvez seja uma coisa pra você fazer me dizer o que deu eu acho que a abolição da água em fahrenheit sé 212 graus então um pouco arbitrário eu acho que faria na rede pode ser alguma coisa relacionada a temperatura do corpo humano mas estou só deduzindo você pode ter escalas diferentes nessa situação e todas elas eram tanto arbitrárias quando foram projetadas elas serviam apenas para ter algum tipo de relação à escala você poderia dizer que quando as coisas estão fervendo definitivamente estão mais quentes porque tem a temperatura mais alta do que quando estão congelando você não pode dividir 100 por 0 mas se alguma coisa têm um grau é necessariamente o caso de que alguma coisa que tem 100 ao céu seja 100 vezes mais quente ou tenha cem vezes a energia cinética na verdade o que vemos é que não não é realmente o caso você não tem 100 vezes a energia cinética portanto isso é uma escala um pouco arbitrária o intervalo real é arbitrário você pode escolher um grau como sendo o centro da distância entre 0 e 100 mas onde começa pelo menos na escala celsius é um pouco arbitrário eles escolheram um congelamento da água mais tarde as pessoas descobriram que existe um ponto absoluto no qual vai começar e esse ponto absoluto no qual vai começar é a temperatura na qual a molécula ou um átomo absolutamente não tem energia cinética porque dissemos que a temperatura é igual a energia cinética média do sistema ou a energia cinética total do sistema dividido pelo número de moléculas ou podemos também dizer a energia cinética média por molécula a única maneira de realmente dizer que a temperatura 0 e isso é proporcional porque as escalas de temperatura ainda são pouco arbitrárias mas a única maneira de se chegar a uma temperatura de zero deve ser quando energia cinética de cada molécula seja zero ou energia cinética média então elas não estão se movendo elas não estão vibrando não estão sequer piscando essas moléculas estão totalmente parados o ponto no qual isso ocorre é chamado zero absoluto isso realmente ocorre zero absoluto que também chamado dizer o que houve e é a mesma coisa que menos 273 graus celsius em nenhum lugar no universo pelo menos até onde eu saiba é mais frio que menos 273 graus celsius nessa temperatura nada se move nem mesmo na escala atômica estou dizendo que os elétrons desabam do núcleo e tudo está completamente parado a 0 kelvin é um limite teórico absoluto talvez até façamos um grupo de vídeos sobre como chegar próximo disso mas em ambientes de laboratório ou talvez no espaço sideral você chega realmente próximo disso tenho certeza de que nenhum lugar no universo temos zero kelvin absoluto ou pelo menos qualquer lugar onde realmente temos partículas mas posso estar errado mas está um pouco fora do escopo do que estamos falando a verdadeira maneira de medir a temperatura em kelvin quando você está medindo em kelvin se eu disser eu tenho alguma coisa que em um quer ouvir inversos alguma coisa que tem cinco que elvis uma vez que resolvemos a parte de baixo em um ponto que realmente não têm energia cinética eu posso afirmar neste caso que isso tem cinco vezes a energia cinética de alguma coisa que está em 5 que é o vince versus 1 kelvin com essa explicação inteira sobre o que houve foi apenas para deixar claro o ponto que sempre que usamos essa fórmula ou realmente qualquer forma interna dinâmica que envolva temperatura devemos converter para kelvin a menos que estejamos fazendo a mudança de temperatura então você poderia provavelmente manter em si ao sus mas quando você está fazendo proporcionalidade ou está usando para multiplicar ou dividir pela temperatura você tem que usar kelvin espero que eu tenha esclarecido um pouco do porquê disso ser vamos fazer um exemplo você ficaria surpreso de como isso te leva tão longe realmente o truque principal é só lembrar de converter as coisas para kelvin essa é a razão número um porque as pessoas eram perguntas de exames de termodinâmica é porque não convertem para que houve esse problema é muito característico da maioria do que você terá este é da física a pedir belron na página 226 ele me disse que em um gás confinado tem uma temperatura de 27 graus portanto sua temperatura inicial é de 27 graus celsius ele tem uma pressão de mil pás caos ou newtons por metro quadrado o volume é de 30 metros cúbicos eu acho que um dos primeiros vídeos eu disse nilton por metro cúbico mas é nilton por metro quadrado eu só quero ter certeza de que não confunde as pessoas anteriormente então esse é o volume inicial ele disse que o volume diminui assim vamos para esse novo estado onde o meu novo volume vai ser 20 metros cúbicos a nova temperatura aumentou portanto a nova temperatura agora é de 50 graus celsius eles querem saber qual é a nova pressão antes de substituirmos na equação e resolvemos a nova pressão lembre-se se isso lhe foi dado em celsius converta para kelvin se isso foi lhe dado em fahrenheit o que raramente fazem então conversa para celsius em seguida conversa para kelvin já sabemos quiser o kelvin é igual a menos 273 graus celsius outra maneira que você poderia dizer isso é que x kelvin essencialmente qualquer temperatura que obtém inicial se é só adicionar 273 a ele isso faz sentido pense dessa forma se você está em zero graus celsius você já está 273 graus acima do zero kelvin pense nisso e espero que isso faça sentido talvez você queira desenhar uma linha de número só pra ter certeza qualquer graus celsius que você tiver apenas a crescente 273 a ele e você vai ter graus kelvin adicione 273 a 27 graus celsius isso é 300 kelvin então 50 graus celsius é adicionar 273 a ele então 50 mais 273 é 323 então agora podemos substituir dentro dessa fórmula p 1 mil pás caos vezes vê um vezes 30 dividido pela primeira temperatura lembre se de fazer isso em kelvin 300 é igual a p2 não sabemos o que isso é p 2 vezes ver dois meses 20 dividido pela nossa temperatura 323 podemos simplificar isso poderemos tirar 20 daqui tirar 20 daqui e depois você poderia tirar 13 daqui então tirar 13 daqui ficamos com 100 isso é igual a 100 que era 30 mil / 300 de modo que é 100 no lado esquerdo portanto temos 100 é igual a pv vezes 20 sobre 323 estou ficando sem tempo se eu fosse resolver isso 323 vezes em / 20 é igual a por isso a minha nova pressão é de 1615 paz caos acabei de resolver essa equação ea parte mais difícil foi converter para kelvin bom vejo você no próximo vídeo até lá