Física Térmica: Dilatação, Calorimetria, Gases e Termodinâmica

Conjunto de flashcards cobrindo os conceitos fundamentais de Física Térmica, incluindo dilatação, calorimetria, leis dos gases e termodinâmica.

Dilatação Térmica

Fenômeno macroscópico onde as dimensões de um corpo variam devido à alteração de temperatura, resultando microscopicamente no aumento da distância média entre os átomos.

Dilatação Linear

Tipo de dilatação predominante em corpos de uma dimensão, como fios ou trilhos, calculada pela equação $\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T$.

Coeficiente de Dilatação Linear ($\alpha$)

Constante característica do material que indica a variação dimensional por unidade de comprimento e temperatura, expressa em $^\circ C^{-1}$ ou $K^{-1}$.

Dilatação Superficial e Volumétrica

Variações em duas e três dimensões, respectivamente, utilizando os coeficientes $\beta = 2\alpha$ para áreas e $\gamma = 3\alpha$ para volumes.

Dilatação Real do Líquido

Soma da dilatação aparente (observada no recipiente) com a dilatação do próprio recipiente: $\Delta V_{real} = \Delta V_{aparente} + \Delta V_{recipiente}$.

Comportamento Anômalo da Água

Fenômeno que ocorre entre $0\,^\circ C$ e $4\,^\circ C$, onde a água se contrai ao ser aquecida e atinge sua densidade máxima a $4\,^\circ C$.

Calor

Energia térmica em trânsito motivada exclusivamente por uma diferença de temperatura entre sistemas ou corpos.

Calor Sensível

Quantidade de calor que provoca apenas variação de temperatura sem alterar o estado físico, determinada por $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$.

Calor Específico ($c$)

Grandeza que indica a quantidade de calor necessária para variar em $1\,^\circ C$ a temperatura de $1\,g$ de uma substância; para a água é $1,0\,cal/g\cdot^\circ C$.

Capacidade Térmica ($C$)

Relação entre a quantidade de calor trocada e a variação de temperatura, ou o produto da massa pelo calor específico: $C = m \cdot c = Q / \Delta T$.

Calor Latente ($L$)

Quantidade de calor por unidade de massa que provoca mudança de fase sob temperatura e pressão constantes: $Q = m \cdot L$.

Princípio da Conservação da Energia Térmica

Em um calorímetro ideal, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre os corpos é nula: $\Sigma Q = 0$.

Gás Perfeito (ou Ideal)

Modelo teórico composto por partículas pontuais com colisões perfeitamente elásticas e sem forças intermoleculares de atração ou repulsão.

Temperatura Absoluta ($T$)

Medida da energia cinética média das partículas, sempre expressa em Kelvin pela conversão $T(K) = \theta(^\circ C) + 273,15$.

Equação de Clapeyron

Equação de estado que relaciona pressão, volume, temperatura e o número de mols: $P \cdot V = n \cdot R \cdot T$.

Transformação Isotérmica

Processo em que a temperatura permanece constante ($T = \text{const}$), seguindo a lei de Boyle-Mariotte: $P_1 \cdot V_1 = P_2 \cdot V_2$.

Transformação Isobárica

Processo em que a pressão permanece constante ($P = \text{const}$), seguindo a lei de Gay-Lussac/Charles: $V_1 / T_1 = V_2 / T_2$.

Transformação Isochórica

Também chamada de isovolumétrica, ocorre a volume constante ($V = \text{const}$), seguindo a lei de Charles: $P_1 / T_1 = P_2 / T_2$.

Primeira Lei da Termodinâmica

Princípio da conservação de energia aplicado a sistemas térmicos: $\Delta U = Q - W$.

Trabalho Termodinâmico ($W$)

Energia associada à variação de volume de um gás sob pressão: $W = P \cdot \Delta V$. É positivo na expansão e negativo na compressão.

Energia Interna ($U$)

Soma das energias cinéticas das partículas de um gás, dependendo apenas da temperatura absoluta. Para gás monoatômico: $U = \frac{3}{2} \cdot n \cdot R \cdot T$.

Transformação Adiabática

Transformação que ocorre sem troca de calor com o meio ($Q = 0$), resultando em $\Delta U = -W$.

Transformação Cíclica

Processo onde os estados inicial e final são idênticos, resultando em $\Delta U = 0$ e em calor líquido total convertido integralmente em trabalho ($Q_{líquido} = W_{líquido}$).