TEORIAS E FILOSOFIAS DE GRACELI 170

ε = W'/W
x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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Emissividade de um material, propriedade representada pela letra e ou ε, diz respeito a capacidade de emissão de energia por radiação da sua superfície. Possuem a capacidade de emitir energia eletromagnética todos os corpos a temperatura superior a zero Kelvin. Essa taxa de emissão é calculada através da razão entre a energia irradiada por um determinado material e a energia irradiada por um corpo negro para um mesmo comprimento de onda (ε=1). Qualquer objeto que não seja um verdadeiro corpo negro tem emissividade menor que 1 e superior a zero.

0 < ε ≤ 1

Quanto maior o valor de ε, mais próxima a emissividade do material é da do corpo negro, ou seja, maior a sua capacidade de emissão de energia. O físico Gustav Kirchhoffcomprovou, em 1860, que a capacidade de um corpo absorver energia é igual à de emití-la. Se uma superfície está recebendo radiação, ela absorve também com igual coeficiente de emissividade. Sendo assim, podemos ainda chamar essa propriedade de absorvidade. Ou seja, aquele material que irradia energia também absorve radiação com o mesmo comprimento de onda. ^[1]

ε = W'/W

ε: emissividade

W': quantidade de energia emitida pelo corpo (λ constante)

W: quantidade de energia emitida pelo corpo negro (λ constante)

Kirchhoff também propôs teoricamente o conceito de corpo negro, um material que absorvesse toda a energia incidente sobre ele. Em decorrência disso, ele seria o emissor ideal.

Diferentemente dos corpos negros, os corpos reais não absorvem toda a energia eletromagnética incidente sobre eles. Um corpo qualquer pode absorver ou emitir uma parcela (α) da radiação incidente sobre ele, pode refletir uma parcela (δ) e/ou pode transmitir uma parcela (τ). A soma das três parcelas equivale à energia total que incidiu sobre ele.

α + δ + τ = 1

A emissividade de um material está relacionada à sua superfície e ao seu acabamento; varia de acordo com a temperatura em que o objeto se encontra e com o comprimento de onda da radiação emitida.

Corpos com emissividade constante e menor que 1 são denominados corpos cinza. A determinação de sua emissividade não depende do comprimento de onda. A emissividade dos corpos reais, no entanto, varia com o comprimento de onda.

Temperatura e emissividade

A emissividade de um material varia, entre outros fatores, em decorrência da temperatura. A baixas temperaturas, entre 250K e 350K, alguns corpos não metálicos podem apresentar comportamento semelhante ao dos corpos negros, com emissividades próximas de 0,8. As superfícies metálicas, no entanto, apresentam emissividades relativamente baixas nesse intervalo de temperaturas. Ainda nessas condições, podemos observar que a emissividade do solo para o ar é de aproximadamente 0,35, ao passo que a da neve é de 0,95. ^[2]

A emissividade do céu[editar | editar código-fonte]

A temperatura ambiente, nota-se que o céu diurno possui ε muito próximo de 1 no horizonte, comportando-se de maneira similar a um corpo negro nessa região. No zênite, sua a emissividade é um valor mais baixo. A média da emissividade do céu é de 0,7; entretanto, em locais de grande altitude ou pouca humidade, o vapor d'água e o dióxido de carbono fazem com que a absorção seja menor, diminuindo, consequentemente, a emissividade.

Vistas de baixo, as nuvens se aproximam de como corpos negros, a temperatura de 1K abaixo da temperatura ambiente.

O céu noturno é considerado um corpo negro, cuja temperatura de maior eficácia é 190K.

Emissividades usuais de alguns materiais^[3][editar | editar código-fonte]

Material	Emissividade (ε)
Aço inoxidável – típico, polido	0,17
Alumínio – altamente polido, película	0,04
Água	0,96
Areia	0,90
Concreto	0,88 – 0,93
Janela de vidro	0,90 – 0,95
Materiais de construção – placas de amianto	0,93 – 0,96
Materiais de construção – tijolo, vermelho	0,93 – 0,96
Materiais de construção – estuque ou placa de gesso	0,90 – 0,92
Materiais de construção - madeira	0,82 – 0,92
Papel, branco	0,92 – 0,97
Pavimentação de asfalto	0,85 – 0,93
Rochas	0,88 – 0,95
Solo	0,93 – 0,96
Tecido	0,75 – 0,90
Tintas – pretas	0,98
Tintas – branca acrílica	0,90
Tintas – branca óxido de zinco	0,92
Vegetação	0,92 – 0,96
Cobre polido	0,01
Vidro	0,92
Ferro polido	0,23
Tinta a óleo	0,94

Valores de emissividade medidos a 300K (27°C). ^[4]

princípio da exclusão de energias de Graceli.

duas energias não podem ocupar o mesmo estado quântico ao mesmo tempo.

princípio da incerteza de Graceli.

quando se conhece num tempo uma energia, não é possível conhecer outra energia ao mesmo tempo e no mesmo lugar e intensidade.

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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NO SISTEMA CATEGORIAL DE GRACELI TODO TIPO DE MOVIMENTO TEM AÇÃO TRANSFORMADORA [como os outros elementos, como temperatura, radioatividade, luz, e outros],SOBRE ESTRUTURAS E ENERGIAS, TEMPO E ESPAÇO, INÉRCIA E GRAVIDADE, LUZ .

Estados de Graceli de matéria, energias, momentuns, inércias, e entropias.

Estados térmico.
Estado quântico.
De dilatação.
De entropia.
De potencia de entropia e relação com dilatação.
De magnetismo [correntes, momentum e condutividades]..
De eletricidade [correntes, momentum e condutividades].
De condutividade.
De mometum e fluxos variados.
De potencial inercial da matéria e energia.
De transformação.
De comportamento de cargas e interações com elétrons.
De emaranhamentos e transemaranhamentos.
De paridades e transparidades.
De radiação.
Radioatividade.
De radioisótopos.
De relação entre radioatividade, radiação, eletromagnetismo e termoentropia.
De capacidade e potencialidade de resistir a pressão, a capacidade de resistir a pressão e transformar em entropia e momentum.

De resistir à temperaturas.
E transformar em dilatação, interações entre partículas, energias e campos.
Estado dos padrões de variações e efeitos variacionais.
Estado de incerteza dos fenômenos e entre as suas interações.

E outros estados de matéria, energia, momentum, tipos de inércia [como de inércia potencial de energias magnética, elétrica, forte e fraca, dinâmica, geométrica [côncava, convexa e plana] em sistema.

E que todos estes tipos de estados tendem a ter ações de uns sobre os outros, formando um aglomerado de fenômenos de efeitos na produção de novas causas. E de efeitos variacionais de uns sobre os outros, ou seja, um sistema integrado.

Sobre padrões de entropia.

Mesmo havendo uma desordem, esta desordem segue alguns parâmetros futuros e que dependem de condições dos estados de Graceli, ou seja, a desordem segue alguns padrões e ordens conforme avança e passa por fases e agentes fenomênicos, estruturais e geométricos.

Porem, a reversibilidade se torna impossível, aumenta a instabilidade e as incertezas de posição, intensidade, variações, efeitos e outros fenômenos conforme as próprias intensidades de dilatações, e agentes e estados envolvidos.

Levando em consideração que mesmo havendo ordem não é possível a reversibilidade do estado e condições em que se encontravam a energia, matéria, momentum, inércias, dimensões, e outros agentes.

A temperatura pode voltar ao seu lugar e ao seu ponto inicial, mas não as estruturas das partículas, as intensidades infinitésimas de padrões de energias, e nem o grau de oscilações que a energias, as interações, as transformações que passam estas partículas e suas energias, estruturas e interações, e as interações e intensidades de grau de variação de cada agente.

Porem, a desordem é temporal, ou seja, com o passar do tempo outras ordens e padrões se afirmarão.

Sendo que também a entropia varia conforme intensidade de instabilidade por tempo. E tempo por intensidade de instabilidade.

Assim, segue efeitos variacionais e de incertezas por instabilidade de energia adicionada, e de tempo.

Ou seja, uma grande instabilidade e desordem em pouco tempo vai levar a uma grande e instável por mais tempo uma entropia.

Do que um grande tempo com pequena intensidade de instabilidade e energia adicionada num sistema ou numa variação térmica.

Ou mesmo numa variação eletromagnética, ou mesmo na condutividade.

Princípio tempo instabilidade de Graceli.

Assim, a desordem acaba por encontrar uma ordem se não acontecer nenhuma instabilidade novamente. Pois, as partículas e energias tendem a se reorganizar novamente conforme o passar do tempo, e esta reorganização segue um efeito progressivo em relação à desordem e tempo. Como os vistos acima.

Ou seja, aquela organização anterior não vai mais acontecer, pois, segue o princípio da irreversibilidade, mas outras organizações se formarão conforme avança o tempo de estabilidade.

as dimensões categorias podem ser divididas em cinco formas diversificadas.

tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, especificidades de transições de energias, de fenômenos, de estados de energias, físicos [estruturais], de fenômenos, estados quântico, e outros.

paradox of the system of ten dimensions and categories of Graceli.

a four-dimensional system can not define all the energies, changes of structures, states and phenomena within a structure, that is why there are ten or more dimensions, I have developed and I work with ten, but nature certainly goes beyond ten, with this we move to a decadimensional and categorial universe.

that is, categories ground the variables of phenomena and their interactions and transformations.

and with this we do not have a relationship with mass, but with structure, therefore, a structure carries with it much more than mass, since also mass is related to forces, inertia, resistances and energies.

but structures are related to transitions of physical states, quantum, energies, phenomena, and others.

as well as transitions of energies, phenomena, categories and dimensions.

paradoxo do sistema de dez dimensões e categorias de Graceli.

um sistema de quatro dimensões não tem como definir todas as energias, mudanças de estruturas, estados e fenômenos dentro de uma estrutura, por isto se tem dez ou mais dimensões, desenvolvi e trabalho com dez, mas a natureza com certeza vai alem das dez, com isto caminhamos para um universo decadimensional e categorial.

ou seja, as categorias fundamentam as variáveis dos fenõmenos e suas interações e transformações.

e com isto não se tem uma relação com massa, mas com estrutura, pois, uma estrutura carrega consigo muito mais do que massa, uma vez também que massa está relacionado com forças, inércia, resistências e energias.

mas estruturas está relacionado com transições de estados físicos, quântico, de energias, de fenômenos, e outros.

como também transições de energias, fenômenos, categorias e dimensões.

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

postulado categorial e decadimensional Graceli.

TUDO QUE ESTÁ RELACIONADO COM ENERGIA, ESTRUTURAS, FENÔMENOS E DIMENSÕES ESTÁ INSERIDO NO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.

todo sistema decadimensional e categorial é um sistema transcendente e indeterminado.

matriz categorial Graceli.

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1] Cosmic space.
2] Cosmic and quantum time.
3] Structures.
4] Energy.
5] Phenomena.
6] Potential.
7] Phase transitions of physical [amorphous and crystalline] states and states of energies and phenomena of Graceli.
8] Types and levels of magnetism [in paramagnetic, diamagnetic, ferromagnetic] and electricity, radioactivity [fissions and fusions], and light [laser, maser, incandescence, fluorescence, phosphorescence, and others.
9] thermal specificity, other energies, and structure phenomena, and phase transitions.
10] action time specificity in physical and quantum processes.

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

8]Tipos e níveis de magnetismo [em paramagnéticos, diamagnético, ferromagnéticos] e eletricidade, radioatividade [fissões e fusões], e luz [laser, maser, incandescências, fluorescências, fosforescências, e outros.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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Matriz categorial de Graceli.

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Tipos, níveis, potenciais, tempo de ação, temperatura, eletricidade, magnetismo, radioatividade, luminescências, dinâmicas, estruturas, fenômenos, transições de fenômenos e estados físicos, e estados de energias, dimensões fenomênicas de Graceli.

[estruturas: isótopos, partículas, amorfos e cristalinos, paramagnéticos, dia, ferromagnéticos, e estados [físicos, quântico, de energias, de fenômenos, de transições, de interações, transformações e decaimentos, emissões e absorções, eletrostático, condutividade e fluidez]].

trans-intermecânica de supercondutividade no sistema categorial de Graceli.

EPG = d [hc] [T / IEEpei [pit] = [pTEMRLD] and [fao] [itd] [iicee] tetdvd [pe] cee [caG].]

p it = potentials of interactions and transformations.
Temperature divided by isotopes and physical states and potential states of energies and isotopes = emissions, random wave fluxes, ion interactions, charges and energies structures, tunnels and entanglements, transformations and decays, vibrations and dilations, electrostatic potential, conductivities, entropies and enthalpies. categories and agents of Graceli.

h e = quantum index and speed of light.

[pTEMRlD] = THERMAL, ELECTRICAL, MAGNETIC, RADIOACTIVE, Luminescence, DYNAMIC POTENTIAL] ..

EPG = GRACELI POTENTIAL STATUS.

[pTFE] = POTENCIAL DE TRANSIÇÕES DE FASES DE ESTADOS FÍSICOS E DE ENERGIAS E FANÔMENOS [TRANSIÇÕES DE GRACELI]

, [pTEMRLD] [hc] [pI] [PF] [pIT][pTFE] [CG].

quarta-feira, 27 de março de 2019

PV=nRT

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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Ta l Rl

U={\frac {3}{2}}PV

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

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Ta l Rl

U_{(S,V,N)}=N\left({\frac {N}{V}}\right)^{\frac {2}{3}}e^{{\frac {2}{3}}\left({\frac {S}{Nk_{B}}}-c\right)}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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Uma função de estado é uma função que descreve uma relação entre duas ou mais variáveis de estado que definem o estado de um sistema termodinâmico. Designa também qualquer variável de estado assumida dependente daquelas escolhidas para definirem-se os estados do sistema e por tal tratadas como independentes.

Definição[editar | editar código-fonte]

Em termodinâmica, as variáveis de estado ou variáveis termodinâmicas são as grandezas físicas termodinâmicas utilizadas na definição e descrição do estado de um sistema termodinâmico.

Algumas das variáveis de estado, comuns a todos os sistemas termodinâmicos massivos, incluso os mais simples, são:

massa (m) ; quantidade de matéria (n) ; Pressão (P) ; Temperatura (T) ; Volume (V) ; Energia interna (U) e Entropia (S).

Há ainda outras, não menos importantes, tais como:

Entalpia (H) ; Energia livre de Helmholtz (A); Energia livre de Gibbs (G); Magnetização (

{\vec {M}}

) ; etc.

Um estado de um sistema é descrito por um conjunto específicos de valores de suas variáveis de estado. A definição de "estado" do sistema - e mesmo das variáveis de estado - assume em princípio o sistema em equilíbrio termodinâmico.

Um dado sistema termodinâmico altera o seu estado de equilíbrio em virtude de alterações nas interações que estabelece com a sua fronteira ou mesmo vizinhança. Ao fazê-lo, o processo desencadeado pode dar-se e usualmente se dá de forma abrupta o suficiente para que não se possa definir estado de equilíbrio durante a transição entre os assumidos estados de equilíbrio inicial e final. Poucos são os casos onde os processos - então nomeados processos quasi-estáticos - dão-se de forma adequada o suficiente para que se possa corretamente descrevê-los via uma sequência de incontáveis transições diferenciais entre estados de equilíbrio imediatamente adjacentes, ou seja, entre estados quasi-idênticos, de forma que o sistema possa sempre ser assumido estar em equilíbrio termodinâmico em qualquer instante durante a transição.

O conjunto de valores das variáveis de estado define o estado do sistema apenas quando esse encontra-se no equilíbrio termodinâmico, e tais variáveis não podem - ao menos sem considerações muito específicas - ser usadas para descrever a evolução temporal do sistema na grande maioria dos processos termodinâmicos onde, durante a transição de um estado de equilíbrio a outro, o sistema não está em equilíbrio (muitas das variáveis de estado não são sequer definidas em tal situação). Tal descrição é corretamente possível apenas nos processos quasi-estáticos.

Independente da forma como se dá o processo que culmina por levar o sistema de um dado estado a outro qualquer, uma vez comparados os valores das variáveis de estado nos diversos estados de equilíbrio possíveis para o sistema (usualmente mas não necessariamente um sistema fechado), verifica-se contudo que, em qualquer estado, há vínculos e restrições de natureza física conectando os diversos valores possíveis das variáveis de estado. Igualmente satisfeitos em qualquer estado do sistema, são tais vínculos que, nos processos termodinâmicos, não permitem que os valores das variáveis de estado se alterem de forma indiscriminada ou mesmo de forma completamente independente das demais, mesmo que o processo entre os estados seja em essência um processo caótico e de não equilíbrio.

As relações de dependência entre as variáveis - as funções de estado, traduzidas matematicamente na forma de equações de estado - são relações que conectam os possíveis valores de um dado subconjunto de variáveis de estado de um sistema. Dá-se também o nome de "função de estado" às variáveis de estado que são assumidas dependentes de outras - geralmente daquelas escolhidas para definir-se o estado. Assim, a energia interna U de um gás ideal é dita ser uma "função de estado; sendo as variáveis independentes - as que definem o estado no estudo de tais gases - usualmente escolhidas como sendo a temperatura T, a pressão P e o volume V do gás.

É nesses termos e com base no antes exposto que se diz: A variação de uma função de estado depende apenas do estado final e do estado inicial do sistema.

Uma função de estado estabelece relações entre um determinado número de variáveis de estado, mas não necessariamente entre todas simultaneamente, havendo assim várias equações de estado possíveis para um sistema. Uma função de estado usualmente não encerra em si todas as propriedades físicas do sistema, e não é assim capaz, ao menos sozinha, de descrevê-lo completamente. Precisa-se usualmente de um conjunto mínimo de equações de estado independentes para fazê-lo.

É possível contudo escrever-se uma única equação - nomeada equação fundamental - que encerra em si todas as propriedades físicas do sistema. Essa equação descreve, sozinha, todo o sistema, e dela é possível extrair-se todas as equações de estado desejadas. Para fazê-lo basta utilizar o formalismo termodinâmico associado.

Exemplo - Gás monoatômico ideal[editar | editar código-fonte]

Considere um sistema definido por uma certa massa de gás ideal monoatômico. A análise de tal sistema revela que, para ele, há as seguintes equações de estado:

PV=nRT

(relação de Clapeyron)

Nas expressões anteriores, n representa a quantidade de matéria do sistema, em mols, e R é a constante dos gases ideais.

As partículas de um gás monoatômico só possuem movimentos de translação e, como se trata de um gás ideal, não interagem entre si. Assim, classicamente, a energia interna deste gás é dependente apenas da energia cinética das partículas, energia que por sua vez liga-se diretamente ao conceito de temperatura do sistema. Logo, nesse caso, a energia interna é função exclusiva da temperatura. Basta saber-se a temperatura de uma amostra de gás ideal em equilíbrio termodinâmico que pode-se, então, determinar sua energia interna.

A relação para a energia interna do gás em função da temperatura acima define uma função de estado. Observe que a energia interna depende da temperatura contudo independe de como o sistema chegou à essa temperatura. Qualquer que seja o processo a qual se submeta o sistema, provido que esse regresse à mesma inicial temperatura T, ter-se-á uma variação nula de sua energia interna.^[1]

Observe contudo que pode-se combinar as duas equações acima para se gerar outra equação de estado, uma que envolva a energia interna, a pressão e o volume:

U={\frac {3}{2}}PV

Para um mesmo valor de temperatura e por conseguinte para uma mesma energia interna, há diversos estados possíveis do sistema, cada qual com uma pressão e um volume diferentes.

Embora possam-se cogitar outras equações de estado, nenhuma delas, sozinha, encerram em si todas as informações físicas acerca do sistema.

Ao contrário, uma equação que vincule a energia interna U do gás ideal à sua entropia S, ao seu número de partículas N e ao seu volume V encerrará em si própria todas as informações físicas pertinentes ao sistema assim definido, e constitui assim uma equação fundamental de tal sistema. A título de curiosidade, a equação fundamental para um sistema composto por N partículas de um gás ideal confinados em um volume V e com energia interna U é, na representação da energia, com

k_{B}

representando a constante de Boltzmann e c uma constante adequadamente escolhida:

U_{(S,V,N)}=N\left({\frac {N}{V}}\right)^{\frac {2}{3}}e^{{\frac {2}{3}}\left({\frac {S}{Nk_{B}}}-c\right)}

^[2]

Através da transformada de Legendre é possível reescrever-se à equação acima, obtendo-se assim várias outras equações fundamentais, cada qual encerrando sozinha todas as informações físicas acerca do sistema em consideração.

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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sábado, 23 de março de 2019

dV=V0.\gamma .dT

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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A dilatação volumétrica é um tipo de dilatação térmica, nela considera-se o volume, ou seja essa dilatação ocorre nas três dimensões de um sólido (largura, comprimento e altura), ela é ocasionada pelo aquecimento da substância. Embora exista as divisões de dilatação térmica em linear, superficial e volumétrica, toda dilatação que existe na prática é necessariamente volumétrica.

A dilatação volumétrica pode ser calculada pela fórmula^[1]:

dV=V0.\gamma .dT

onde:
dV: variação do volume;
V0: volume inicial;
γ : coeficiente de dilatação volumétrica
dT: variação de temperatura;

Os sólidos têm forma própria e volume definido, mas os líquidos têm somente volume definido. Assim o estudo da dilatação térmica dos líquidos é feita somente em relação à dilatação volumétrica. Esta obedece a uma lei idêntica à dilatação volumétrica de um sólido, ou seja, a dilatação volumétrica de um líquido poderá ser calculada pelas mesmas fórmulas da dilatação volumétrica dos sólidos.

Coeficiente de dilatação volumétrico[editar | editar código-fonte]

Cada substância tem um coeficiente de dilatação próprio, esse pode variar ligeiramente com a temperatura, porém, na maioria dos casos, pode ser considerado constante. Podemos relacionar o coeficiente de dilatação linear e de dilatação volumétrica pela equação:

\gamma =3\alpha

Veja na tabela abaixo, o coeficiente de dilatação de alguns líquidos, medido em 1/°C (ou 1/K)

Substância	Coeficiente de Dilatação Volumétrico
Água	1,3 . 10^-4
Mercúrio	1,8 . 10^-4
Glicerina	4,9 . 10^-4
Benzeno	10,6 . 10^-4
Álcool	11,2 . 10^-4
Acetona	14,9 . 10^-4
Petróleo	10 . 10^-4

Dilatação da água[editar | editar código-fonte]

Gráfico demonstrando o comportamento anômalo da água, quanto às suas propriedades de dilatação volumétrica

Em regra geral, ao se elevar a temperatura de uma substância, verifica-se uma dilatação térmica. Entretanto, a água, ao ser aquecida de 0°C a 4°C, contrai-se, constituindo-se uma exceção ao caso geral. Esse fenômeno pode ser aplicado da seguinte maneira:

No estado sólido, os átomos de oxigênio, que são muito eletronegativos, unem-se aos átomos de hidrogênio através da ligação denominada ponte de hidrogênio. Em consequência disso, entre as moléculas, formam-se grandes vazios, aumentando o volume externo (aspecto macroscópico).

Quando a água é aquecida de 0°C a 4°C, as ponte de hidrogênio rompem-se e as moléculas passam a ocupar os vazios existentes, provocando, assim, uma contração. Portanto, no intervalo de 0°C a 4°C, ocorre, excepcionalmente, uma diminuição de volume.

Por causa desse comportamento anômalo da água, ^[2]os lagos congelam de cima para baixo. Quando a água é resfriada entre 0 e 4°C, ela fica menos densa que a água que está abaixo dela, isso faz com que ela permaneça na superfície até se solidificar. Se isso não ocorresse, o gelo formado durante o inverno não derreteria totalmente durante o verão, pois uma camada de água o isolaria. Depois de algum tempo, alguns lagos ficariam congelados o ano inteiro, tornando a vida aquática impossível^[1].

\alpha ={k \over {\rho c_{p}}}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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{\frac {\partial T}{\partial t}}=\alpha \nabla ^{2}T

,
x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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Na análise de transferência de calor, difusividade térmica é a condutividade térmica dividida por densidade e capacidade específica de calor a pressão constante.^[1] Mede a taxa de transferência de calor de um material do lado quente para o lado frio. Ele tem a unidade derivada SI de m² / s. A difusividade térmica é geralmente denotada & alpha; mas a, & kappa;,^[2] K,^[3] e D também são usados. A fórmula is:

\alpha ={k \over {\rho c_{p}}}

^[4]

onde

$k$ é condutividade termal (W/(m·K))
$\rho$ é densidade (kg/m³)
$c_{p}$ é capacidade de calor específica (J/(kg·K))

Juntos,

\rho c_{p}\,

podem ser considerados a capacidade de calor volumétrico (J/(m³·K)).

Como visto na equação do calor,^[5]

{\frac {\partial T}{\partial t}}=\alpha \nabla ^{2}T

uma maneira de visualizar a difusividade térmica é como a razão entre tempo derivado de temperatura e sua curvatura, quantificando a taxa na qual a concavidade da temperatura é "suavizada Fora". Em certo sentido, a difusividade térmica é a medida da inércia térmica.^[6] In a substance with high thermal diffusivity, heat moves rapidly through it because the substance conducts heat quickly relative to its volumetric heat capacity or 'thermal bulk'.

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

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Matriz categorial de Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

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sexta-feira, 29 de março de 2019

estado categorial Graceli.

é qualquer estado relacionado com o sistema de categorias e dez dimensões de Graceli.

\left|\psi \right\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}{\bigg (}\left|\uparrow \downarrow \right\rangle -\left|\downarrow \uparrow \right\rangle {\bigg )},

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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Um estado quântico é qualquer estado possível em que um sistema mecânico quântico possa se encontrar. Um estado quântico plenamente especificado pode ser descrito por um vetor de estado, por uma função de onda ou por um conjunto completo de números quânticos para um dado sistema. Vetores de estado quântico, na interpretação mais comum da mecânica quântica, não têm realidade física. O que tem significado físico são as probabilidades que podem ser calculadas a partir deles e não os vetores em si.^[1] Ao estado quântico de menor energia possível dá-se o nome de estado quântico fundamental.

Na física quântica, o estado quântico se refere ao estado de um sistema isolado. Um estado quântico fornece uma distribuição de probabilidade para o valor de cada observável, ou seja, para o resultado de cada medida possível no sistema. O conhecimento do estado quântico juntamente com as regras para a evolução do sistema no tempo esgota tudo o que se pode prever sobre o comportamento do sistema.

Uma mistura de estados quânticos é novamente um estado quântico. Os estados quânticos que não podem ser escritos como uma mistura de outros estados são chamados estados quânticos puros, todos os outros estados são chamados de estados quânticos mistos.

Matematicamente, um estado quântico puro pode ser representado por um raio em um espaço de Hilbert sobre os números complexos.^[2] O raio é um conjunto de vetores diferentes de zero diferindo apenas por um fator escalar complexo; qualquer um deles pode ser escolhido como um vetor de estado para representar o raio e, portanto, o estado. Um vetor unitário é normalmente escolhido, mas seu fator de fase pode ser escolhido livremente de qualquer maneira. No entanto, esses fatores são importantes quando vetores de estado são adicionados para formar uma superposição.

O espaço de Hilbert é uma generalização do espaço euclidiano comum ^[3] e contém todos os possíveis estados quânticos puros do sistema dado^[4]. Se este espaço de Hilbert, por escolha de representação (essencialmente uma escolha de base correspondente a um conjunto completo de observáveis), é exibido como um espaço de função (um espaço de Hilbert por direito próprio), então os representantes são conhecidos como funções de onda.

Por exemplo, quando se trata do espectro de energia do elétron em um átomo de hidrogênio, os vetores de estado relevantes são identificados pelo número quântico principal n, o número quântico do momento angular l, o número quântico magnético m, e o spin z. Um caso mais complicado é dado (na notação bra-ket) pela parte de spin de um vetor de estado:

\left|\psi \right\rangle ={\frac {1}{\sqrt {2}}}{\bigg (}\left|\uparrow \downarrow \right\rangle -\left|\downarrow \uparrow \right\rangle {\bigg )},

que evolve para a superposição dos estados de spin conjunto para duas partículas com spin ¹⁄₂.

Um estado quântico misto corresponde a uma mistura probabilística de estados puros; no entanto, diferentes distribuições de estados puros podem gerar estados mistos equivalentes (isto é, fisicamente indistinguíveis). Os estados mistos são descritos pelas chamadas matrizes de densidade. Um estado puro também pode ser reformulado como uma matriz de densidade; desta forma, os estados puros podem ser representados como um subconjunto dos estados mistos mais gerais.

Por exemplo, se o spin de um elétron é medido em qualquer direção, por exemplo com um experimento de Stern-Gerlach, há dois resultados possíveis: para cima ou para baixo. O espaço de Hilbert para o spin do elétron é, portanto, bidimensional. Um estado puro aqui é representado por um vetor complexo bidimensional

(\alpha ,\beta )

, com um comprimento de um; isto é, com

|\alpha |^{2}+|\beta |^{2}=1,

onde

|\alpha |

|\beta |

são valores absolutos

\alpha

\beta

. Um estado misto, neste caso, tem a estrutura de uma matriz

2 \times 2

isso é, hermitiano, positivo-definido, e tem o traço 1.

Antes que uma medição particular seja realizada em um sistema quântico, a teoria geralmente fornece apenas uma distribuição de probabilidade para o resultado, e a forma que essa distribuição assume é completamente determinada pelo estado quântico e pelo observável que descreve a medição. Essas distribuições de probabilidade surgem tanto para estados mistos quanto para estados puros: é impossível na mecânica quântica (ao contrário da mecânica clássica) preparar um estado no qual todas as propriedades do sistema sejam fixas e certas. Isso é exemplificado pelo princípio da incerteza e reflete uma diferença central entre a física clássica e a física quântica. Mesmo na teoria quântica, no entanto, para todo observável existem alguns estados que têm um valor exato e determinado para aquele observável.^[

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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quarta-feira, 20 de março de 2019

${\frac {{\dot {Q}}_{\mathit {caldeira}}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{1}$	${\frac {{\dot {W}}_{\mathit {turbina}}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{3}$
${\frac {{\dot {Q}}_{\mathit {condensador}}}{\dot {m}}}=h_{3}-h_{4}$	${\frac {{\dot {W}}_{\mathit {bomba}}}{\dot {m}}}=h_{1}-h_{4}$
$\eta ={\frac {{\dot {W}}_{\mathit {turbina}}-{\dot {W}}_{\mathit {bomba}}}{{\dot {Q}}_{\mathit {caldeira}}}}$

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

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Ta l Rl

Quando tratamos da eficiência de turbinas e bombas, é necessário fazer uma readequação no trabalho do ciclo.

{\frac {{\dot {W}}_{bomba}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{1}\approx {\frac {v_{1}\Delta p}{\eta _{bomba}}}={\frac {v_{1}(p_{2}-p_{1})}{\eta _{bomba}}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

{\frac {{\dot {W}}_{turbina}}{\dot {m}}}=h_{3}-h_{4}\approx (h_{3}-h_{4})\eta _{turbina}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

O Ciclo Rankine é um ciclo termodinâmico que pode ser reversível, funciona convertendo calor em trabalho. O calor é fornecido à caldeira por uma fonte de calor externa, geralmente utilizando a água como fluido operante. Este ciclo gera cerca de 90% de toda a energia elétrica produzida no mundo,^[1] incluindo virtualmente toda a energia solar, biomassa, carvão e nuclear obtida em usinas. Foi descoberto e nomeado por William John Macquorn Rankine, um escocês polímata e professor da Universidade de Glasgow. O ciclo termodinâmico Rankine é fundamental subjacente dos motores a vapor.

Apresentação física dos quatro processos termodinâmicos usados no ciclo Rankine

O ciclo Rankine mostra o ciclo fechado do processo do fluido nas máquinas térmicas, sendo geralmente utilizado nas usinas de geração elétrica a partir da combustão de combustíveis fósseis como o carvão, gás natural, e gasolina e também da fissão nuclear de forma a obter calor, uma vez que quanto maior a temperatura, melhor a produção de energia.

A eficiência do ciclo é limitada pelo alto calor de vaporização do fluido de trabalho. Além disso, a menos que a pressão e a temperatura alcancem níveis críticos superiores na caldeira a vapor, o máximo que a temperatura pode operar ainda é bastante pequeno: as temperaturas de entrada da turbina a vapor são tipicamente em torno de 565 ° C e as temperaturas do condensador de vapor são em torno de 30 ° C.

O Ciclo Rankine é similar ao Ciclo de Carnot, pois quando se observa a eficiência de uma turbina, o diagrama TS assemelha-se ao ciclo de Carnot. As temperaturas de entrada oferecem uma eficiência teórica máxima de Carnot para a turbina a vapor isolada de cerca de 63,8% comparado com uma eficiência térmica global real de até 42% para uma moderna estação de energia a carvão. Esta baixa temperatura de entrada na turbina a vapor (comparado com uma turbina a gás) é o motivo pelo qual o ciclo de Rankine (vapor) é frequentemente usado como um ciclo de fundo para recuperar o calor rejeitado de outra forma em centrais de turbinas a gás de ciclo combinado.

A diferença principal está na adição de uma caldeira e ausência de um condensador nos processos isobáricos no ciclo Rankine e nos processos isotérmicos na teoria do Ciclo Carnot.

O trabalho realizado em um ciclo de Rankine segue um ciclo fechado e é reutilizado constantemente. O vapor de água com gotículas condensadas é gerado por sistemas de resfriamento (não diretamente do ciclo de energia de Rankine em circuito fechado). As torres de resfriamento utilizadas como fontes fria nessas usinas são rios ou o mar. A eficiência do ciclo de Rankine é limitada no lado frio pela menor temperatura prática do fluido de trabalho. As torres de resfriamento operam como grandes permutadores de calor, absorvendo o calor latente de vaporização do fluido de trabalho e evaporando simultaneamente a água de refrigeração para a atmosfera. Muitas substâncias podem ser usadas como fluido de trabalho no ciclo, mas a água é geralmente o fluido de escolha devido às suas propriedades favoráveis, como a sua química não tóxica e não-reativa, abundância e baixo custo, bem como suas propriedades termodinâmicas.

O ciclo descreve-se na seguinte sequência:

Normalmente, líquido saturado sai do condensador (ponto 1), sendo pressurizado pela bomba (ponto 2), entrando na caldeira onde é transferido calor para este (ponto 3), normalmente a pressão constante. Em seguida, é expandido na turbina, sendo aqui obtido trabalho mecânico. Por último, o fluido passa pelo condensador onde volta ao estado de líquido saturado. Teoricamente, a expansão na turbina é isentrópica, ou seja, a entropia inicial é igual à final. No entanto, na realidade existem perdas, sendo obtido menos trabalho do que idealmente se quer. Da mesma forma, a bomba não tem uma eficiência de 100%, sendo necessário fornecer mais trabalho que no regime ideal.

Processos de um Ciclo Rankine[editar | editar código-fonte]

O diagrama T-S de um ciclo Rankine, exibindo um processo real e ideal.

Existem quatro processos^[2] num ciclo Rankine, cada um alterando as propriedades do fluido de trabalho. Estas propriedades são identificadas pelos números no diagrama acima.

Processo 4-1: Primeiro, o fluido de trabalho é bombeado (idealmente numa forma adiabática reversível) de uma pressão baixa para uma pressão alta utilizando-se uma bomba. O bombeamento requer algum tipo de energia para se realizar.
Processo 1-2: O fluido pressurizado entra numa caldeira, onde é aquecido a pressão constante até se tornar vapor superaquecido. Fontes comuns de calor incluem carvão, gás natural e energia nuclear.
Processo 2-3: O vapor superaquecido expande através de uma turbina para gerar trabalho. Idealmente, esta é uma refrigeração adiabática reversível. Com esta refrigeração, tanto a pressão quanto a temperatura se reduzem.
Processo 3-4: O vapor então entra num condensador, onde ele é resfriado, idealmente a pressão constante, até a condição de líquido saturado. Este líquido então retorna à bomba e o ciclo se repete.

Equações[editar | editar código-fonte]

Cada uma das equações a seguir pode ser obtida facilmente a partir do balanço de massa e energia do volume de controle.^[3] A quinta equação define a eficiência termodinâmica do ciclo como sendo a razão entre o trabalho líquido do sistema e o calor fornecido ao sistema. A bomba normalmente exige aproximadamente 1% do W da produção da turbina.

${\frac {{\dot {Q}}_{\mathit {caldeira}}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{1}$	${\frac {{\dot {W}}_{\mathit {turbina}}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{3}$
${\frac {{\dot {Q}}_{\mathit {condensador}}}{\dot {m}}}=h_{3}-h_{4}$	${\frac {{\dot {W}}_{\mathit {bomba}}}{\dot {m}}}=h_{1}-h_{4}$
$\eta ={\frac {{\dot {W}}_{\mathit {turbina}}-{\dot {W}}_{\mathit {bomba}}}{{\dot {Q}}_{\mathit {caldeira}}}}$

Quando tratamos da eficiência de turbinas e bombas, é necessário fazer uma readequação no trabalho do ciclo.

{\frac {{\dot {W}}_{bomba}}{\dot {m}}}=h_{2}-h_{1}\approx {\frac {v_{1}\Delta p}{\eta _{bomba}}}={\frac {v_{1}(p_{2}-p_{1})}{\eta _{bomba}}}

{\frac {{\dot {W}}_{turbina}}{\dot {m}}}=h_{3}-h_{4}\approx (h_{3}-h_{4})\eta _{turbina}

Variáveis[editar | editar código-fonte]

${\dot {Q}}_{in}$	taxa de entrada de calor (energia por unidade de tempo)
${\dot {m}}$	caudal (massa por unidade de tempo)
${\dot {W}}$	trabalho mecânico usado pelo ou proveniente do sistema (energia por unidade de tempo)
$\eta$	eficiência termodinâmica do processo (adimensional)
$h_{1},h_{2},h_{3},h_{4}$	estes são os valores de entalpia específica especificados no diagrama T-s

Ciclo Rankine Real (Não-ideal)[editar | editar código-fonte]

Num ciclo real, a compressão pela bomba e a expansão na turbina não são isoentrópicos.^[3] Em outras palavras, estes processos não são reversíveis, e a entropia aumenta durante os processos (indicados na figura como ΔS). Isto faz com que a energia requerida pela bomba seja maior, e que o trabalho produzido pela turbina seja menor do que o produzido num estado de idealidade.

O fator que limita a eficiência da turbina a vapor é a formação de gotículas de água. Conforme a água condensa, as gotas atingem as lâminas da turbina e causam corrosão e erosão, o que acaba diminuindo lentamente a vida útil das lâminas e a eficiência da turbina. Esse problema pode ser evitado através do superaquecimento do vapor.

Variações do Ciclo Rankine[editar | editar código-fonte]

Pode-se melhorar a eficiência termodinâmica geral de um ciclo através do aumento de sua temperatura média de entrada de calor. Um modo de fazer isto é aumentando a temperatura na região de superaquecimento do vapor. Além disso, existem variações do ciclo básico com o mesmo objetivo. Duas destas variações do ciclo Rankine serão descritas abaixo.

Ciclo Rankine com Reaquecimento[editar | editar código-fonte]

O ciclo Rankine com reaquecimento tem como objetivo remover a umidade trazida pelo vapor nos últimos estágios da expansão. Ele opera utilizando duas turbinas em série. A primeira turbina recebe o vapor da caldeira à alta pressão, liberando-o de tal maneira a evitar sua condensação. Este vapor é então reaquecido, utilizando o calor da própria caldeira, e é utilizado para acionar uma segunda turbina de baixa pressão. Esse reaquecimento é feito em temperaturas bem próximas às de entrada, mas a pressão ideal é de aquecimento equivale a um quarto da pressão inicial. Entre outras vantagens, isto impede a condensação do vapor no interior das turbinas durante sua expansão, o que poderia danificar seriamente as pás da turbina, e aumenta a eficiência do ciclo.[3]

Este ciclo foi introduzido primeiramente por volta de 1920, mas possuía muitas dificuldades técnicas. Foi reintroduzido por volta de 20 anos depois, já com o uso de caldeiras de alta pressão, e, posteriormente, aquecimento duplo. Este aquecimento duplo faz com que a temperatura média do sistema aumente. Atualmente, o reaquecimento duplo é empregado apenas em usinas que necessitam operar sob pressão supercrítica, já que nos processos em geral são dispensáveis mais de duas etapas de aquecimento.^[3]

Ciclo Rankine com Reaquecimento

Ciclo Rankine Regenerativo[editar | editar código-fonte]

O ciclo Rankine regenerativo é assim designado pois o fluido que sai do condensador é reaquecido pelo vapor liberado pela turbina de alta pressão. Na imagem abaixo o fluido 3’ é misturado com fluido 2’ formando assim o fluido saturado 4. Esse processo é denominado “aquecimento por contato direto”.

A regeneração aumenta a temperatura inicial do calor no ciclo, suprindo a necessidade de se adicionar calor da fonte de combustível, já que a água de alimentação regenerativa possui temperatura relativamente mais alta que a água de alimentação proveniente desse tipo de fonte.

Este processo aumenta a temperatura média do fluido em circulação, o que aumenta consequentemente a eficiência termodinâmica do ciclo.

Ciclo Rankine regenerativo

Ciclo Orgânico de Rankine[editar | editar código-fonte]

O ciclo Rankine Orgânico (ORC) é um processo que converte energia térmica em trabalho útil através da transferência de calor de um meio de alta temperatura para um meio de baixa temperatura.

Equipamentos ORC são semelhantes aos que possuem o ciclo de Rankine a vapor [1], com a diferença de que estes podem usar fluidos de alta massa molecular, como o n-pentano ou o tolueno, no lugar de vapor. Estes fluidos apresentam pontos de ebulição menores do que a água, aproveitando assim de fontes de temperaturas mais baixas.

Embora a eficiência do ciclo não seja alta, já que a variação de temperatura é pequena, o baixo custo envolvido na captação do calor nesta temperatura pode compensar. Também pode-se utilizar de fluidos com pontos de ebulição acima do da água, aumentando a eficiência e trazendo benefícios termodinâmicos, como acontece na turbina de vapor de mercúrio.

Embora possua o nome de “ciclo orgânico”, o ciclo Rankine não precisa necessariamente utilizar o fluido funcional de sua definição, de modo que o nome é apenas marketing e o ciclo não é um ciclo termodinâmico separado.^[4]

Ciclo Supercrítico de Rankine[editar | editar código-fonte]

Fluido supercrítico^[5] é toda substância a temperatura e pressão acima do seu ponto crítico, de modo que não há mais distinção entre as fases líquida e gasosa. Este fluido é capaz de sofrer efusão através de sólidos, como um gás, e de solubilizar materiais, como um líquido. Além disso, por volta do ponto crítico, todas as mudanças de pressão e temperatura influenciam bastante na densidade, permitindo ajustes em suas propriedades. Também podem substituir solventes orgânicos em uma vários processos industriais e laboratoriais. Os fluidos supercríticos mais usados são Dióxido de Carbono e água.

Usando estes fluidos, o ciclo de Rankine é aplicado combinando os conceitos de regeneração de calor e ciclo de Rankine supercrítico, em um processo unificado chamado Ciclo Regenerativo de ciclo Supercrítico(RGCS), otimizado para fontes de temperaturas entre 125 e 450°C.

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

T l T l E l Fl dfG l

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terça-feira, 26 de março de 2019

E_{\mbox{térmica}} = \sum {E_c}_i

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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E_{\mbox{térmica}}=rN{\frac {K_{B}T}{2}}\;,

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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Ta l Rl

Energia térmica é uma forma de energia que está diretamente associada à temperatura absoluta de um sistema, e corresponde classicamente à soma das energias cinéticasmicroscópicas que suas partículas constituintes possuem em virtude de seus movimentos de translação, vibração ou rotação. Assume-se um referencial inercial sob o centro de massa do sistema. Em sistemas onde há radiação térmica confinada, a energia de tal radiação também integra a energia térmica. A energia térmica de um corpo macroscópico corresponde assim à soma das energias cinéticas de seus constituintes microscópicos e das energias atreladas às partículas de radiação (fótons térmicos) por ele confinadas. À transferência de energia, impelida por uma diferença de temperaturas, de um sistema termodinâmico a outro, dá-se o nome de calor. ^[1]

Energia térmica também designa, segundo alguns autores,^[quem?] não a energia cinética total atrelada às partículas de um sistema, mas sim a energia cinética média de cada uma das partículas do sistema. Tais autores reservam então a expressão energia calorífica para se referirem à soma das energias cinéticas das partículas .^[2]

Não se deve confundir energia térmica e temperatura, tampouco deve-se pensar que temperatura é uma medida direta da energia térmica de um sistema, pois ela não o é. Ao passo que a energia térmica representa a quantidade total de energia cinética atrelada às partículas de um sistema clássico, sendo por tal uma grandeza extensiva — cujo valor depende do número N de partículas encerradas no sistema — a temperatura, uma grandeza intensiva, pode, grosso modo, ao menos em sistemas puros, ser atrelada à razão entre a energia térmica e o número de partículas encerradas no sistema; ou seja, a temperatura associa-se à energia cinética média de cada uma das partículas desse sistema.^[3]

Especificamente, a temperatura atrela-se diretamente à energia cinética média por grau de liberdade das partículas do sistema. Assim, unindo-se dois sistemas idênticos a fim de se formar um único sistema maior, a energia térmica do sistema composto será o dobro da energia térmica de cada um dos sistemas gêmeos antes separados. Já a temperatura será, segundo o enunciado, a mesma, quer em qualquer dos dois sistemas gêmeos quando separados, quer no sistema siamês por eles formado.

É certo, contudo, que, para um sistema onde a natureza e o número de partículas sejam mantidos constantes, a temperatura e a energia térmica são grandezas relacionadas. Aumentando-se a energia térmica do sistema aumenta-se certamente também a energia cinética média de cada uma das partículas do sistema, e por conseguinte também a temperatura desse.

Na maioria das reações químicas espontâneas exoenergéticas a energia inicialmente armazenada na forma de energia potencial elétrica na distribuição eletrônica dos elétronsna estrutura dos reagentes é convertida em energia térmica armazenada nas partículas dos produtos, o que mantém a energia interna do sistema formado pelos reagentes e/ou produtos constante em obediência à lei da conservação da energia, mas leva a um considerável aumento na temperatura absoluta do sistema como um todo. Este sistema aquecido é então utilizado como a fonte quente (fonte térmica) em uma máquina térmica que tenha por função transformar energia térmica oriunda da fonte quente (calor) em trabalho. No processo uma parcela da energia térmica acaba renegada à fonte fria.

O calor é a transferência de energia térmica que se dá entre dois sistemas devido exclusivamente à diferença de temperatura entre esses sistemas ou corpos.

Unidades[editar | editar código-fonte]

A energia térmica e o calor medem-se em unidades de energia: o Joule no sistema SI, ou de forma alternativa a caloria, esta última certamente mais adequada à medida de calor e não da energia térmica propriamente dita. Embora a temperatura absoluta também possa ser medida em (sub)unidades de energia, essa é contudo medida em kelvin, unidade essa que difere daquela apenas por um fator igual à unidade atrelada à constante de Boltzmann.

A definição de caloria é a quantidade de calor (energia) necessária para elevar-se 1 grama de água de 14,5 graus Celsius (°C) para 15,5 °C.

Em linguagem matemática a energia térmica é definida como:

E_{\mbox{térmica}} = \sum {E_c}_i

Para sistemas onde vale o princípio da equipartição da energia, o que aplica-se a vários sistemas termodinâmicos, ela pode ser expressa por:

E_{\mbox{térmica}}=rN{\frac {K_{B}T}{2}}\;,

onde K_B corresponde à constante de Boltzmann, N corresponde ao número de partículas no sistema, T corresponde à temperatura absoluta do sistema e r corresponde ao número de graus de liberdade por partícula do sistema, podendo r assumir valores entre r=9 - três graus de translação, três de rotação e três de vibração - para sistemas compostos por partículas mais complexas e r=3 nos sistemas tridimensionais mais simples - compostos por partículas puntuais com três graus de translação apenas.

quarta-feira, 27 de março de 2019

q=h(T_{w}-T_{f})\,

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

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Ta l Rl

Fluxo de calor crítico descreve o limite térmico de um fenômeno onde uma mudança de fase ocorre durante o aquecimento (tal como bolhas formando-se sobre uma superfície de metal usada para aquecer água),a qual subitamente diminui a eficiência da transferência de calor, então causando superaquecimento localizado da superfície de aquecimento.

O fluxo de calor crítico para ignição é a mais baixa carga térmica por unidade de área capaz de iniciar uma reação de combustão em um dado material (tanto uma ignição com chama como "brasa").

Descrição[editar | editar código-fonte]

Quando líquido refrigerante sofre uma mudança de fase devido à absorção de calor de uma superfície sólida aquecida, uma taxa de transferência mais alta ocorre. A transferência de calor mais eficiente a partir da superfície aquecida (na form de calor de vaporização mais calor sensível) e os movimentos de bolhas (turbulência e convecçãoconduzida por bolhas) leva à rápida mistura do fluido. Portanto, a transferência de calor por ebulição desempenha um importante papel nos processos de transferência de calor industrial tais como a transferência macroscópica em trocadores em termoelétricas nucleares e baseadas em combustíveis fósseis, e em dispositivos de transferência de calor microscópicos tais como tubos and microcanais para resfriamento de circuitos integrados ("chips") eletrônicos.

O uso da ebulição é limitado por uma condição chamada fluxo de calor crítico (FCC), o qual é também chamado uma "crise de ebulição" ou "partida da ebulição nucleada(PEN). O mais sério problema é que a limitação da ebulição pode ser diretamente relacionada à burnout física dos materials de uma superfície aquecida devido à repentinamente ineficiente transferência de calor através de um filme de vapor formado através da superfície resultante da substituição de líquido por vapor adjacente à superfície aquecida.

Consequentemente, a ocorrência de FCC é acompanhada por um aumento exagerado da temperatura da superfície para um sistema de superfície de fluxo de calor controlado. Caso contrário, uma diminuição excessiva da taxa de transferência de calor ocorre para um sistema de superfície com temperatura controlada. Isso pode ser explicado com a lei de Newton do resfriamento:

q=h(T_{w}-T_{f})\,

onde

q

representa o fluxo de calor,

h

representa o coeficiente de transferência térmica,

T_{w}

representa temperatura da parede e

T_{f}

representa a temperatura do fluido. Se

h

diminui significativamente devido à ocorrência da condição de FCC,

T_{w}

irá aumentar por

q

T_{f}

fixos enquanto

q

irá diminuir por

\Delta T

fixa.

{\big .}{\frac {\partial E_{\mathrm {e} }}{\partial t}}-{\frac {\partial E_{\mathrm {s} }}{\partial t}}=\oint _{S}{\overrightarrow {\phi _{q}}}\cdot \,{\overrightarrow {dS}}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Fluxo de calor, fluxo termal ou fluxo térmico é a taxa de energia térmica (calor) transferida de uma dada superfície. Pode ser quantificado por seu valor transferido por unidade de área em uma unidade de tempo. Em unidades do Sistema Internacional (SI), é medido em [W·m⁻²].^[1] Possui tanto uma direção quanto uma magnitude, sendo portanto, um vetor, uma grandeza vetorial.^[2] Para definir a densidade de fluxo de calor em um certo ponto no espaço, toma-se o caso limite onde a superfície torna-se infinitesimalmente pequena.

Densidade de fluxo de calor

{\overrightarrow {\phi _{q}}}

através de uma superfície.

A densidade de fluxo de calor é frequentemente notada

{\overrightarrow {\phi _{q}}}

, o subescrito q especificando fluxo de calor, diferenciando-se de fluxo de massa ou momento. A lei de Fourier é uma importante aplicação destes conceitos.

Medição do fluxo de calor[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Sensor de fluxo de calor

A medição do fluxo de calor é na maioria das vezes feita medindo a diferença de temperatura ao longo de um pedaço de material com condutividade térmica conhecida. Este método é análogo ao uso de um padrão de resistência elétrica para medir uma corrente elétrica, onde mede-se a queda de voltagem em um resistor conhecido.

Relevância para ciência e engenharia[editar | editar código-fonte]

Uma das ferramentas de um cientista ou engenheiro é o balanço de energia. Tal balanço pode ser realizado para qualquer sistema físico, de reatores químicos a organismos vivos, e geralmente toma a seguinte forma

{\big .}{\frac {\partial E_{\mathrm {e} }}{\partial t}}-{\frac {\partial E_{\mathrm {s} }}{\partial t}}-{\frac {\partial E_{\mathrm {a} }}{\partial t}}=0

onde os três termos

{\big .}{\frac {\partial E}{\partial t}}

representam a taxa no tempo da quantidade total de energia entrando, a quantidade total de energia saindo e a quantidade total de energia acumulada, respectivamente.

No entanto, se o único meio pelo qual o sistema troca energia com suas proximidades é através da transferência de calor, o fluxo de calor pode ser usado para calcular o balanço de energia, já que

{\big .}{\frac {\partial E_{\mathrm {e} }}{\partial t}}-{\frac {\partial E_{\mathrm {s} }}{\partial t}}=\oint _{S}{\overrightarrow {\phi _{q}}}\cdot \,{\overrightarrow {dS}}

onde integra-se a densidade de fluxo de calor

{\overrightarrow {\phi _{q}}}

sobre a superfície

S

do sistema.

Em aplicações do mundo real não é possível conhecer a densidade do fluxo de calor exato em cada ponto da superfície, mas esquemas de aproximação podem ser usada para calcular a integral, como por exemplo a integração de Monte Carlo.

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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Matriz categorial de Graceli.

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quinta-feira, 28 de março de 2019

{\big .}R_{t}={\frac {\Delta T}{\Delta P}},\quad

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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{\big .}\Delta P={\frac {\Delta Q}{\Delta t}},\quad

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

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{\big .}Z_{t}={\frac {\Delta T}{P}},\quad

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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Impedância térmica define a dificuldade que um sistema tem em trocar calor pelos diversas formas de intercâmbio de calor (condução, convecção e irradiação térmica) e leva em consideração a capacidade térmica da interface do sistema com o meio onde se encontra, que pode ser um contato térmico sólido-sólido, como uma junção (que conduzirá processo a ser dominado pela condução de calor), ou pode ser uma imersão num fluido (que conduzirá a ser dominado pela convecção) ou ainda no vácuo, onde só se estabelecerá a irradiação ou absorção de radiações térmicas).

É o análogo para a transferência de calor da impedância elétrica para a eletricidade.

Definição física[editar | editar código-fonte]

A completa impedância térmica de um objeto ou dispositivo pode ser modelada pela combinaçção de dois elementos, a resistência térmica e a capacitância térmica.

A resistência térmica, R_t, quantifica a quantidade de uma dada taxa térmica para a transferência de calor. A definição geral da resistência para a taxa térmica, a qual inclui os três diferentes modos de dissipação térmica (condução, convecção e radiação), é a razão entre o aumento de temperatura acima da temperatura de referência e o fluxo de calor, e é dado pela equação^[1]:

{\big .}R_{t}={\frac {\Delta T}{\Delta P}},\quad

{\big .}\Delta P={\frac {\Delta Q}{\Delta t}},\quad

Onde:

$\Delta T$ =variação de tempertaura
$\Delta P$ =potência dissipada
$\Delta Q$ =calor
$\Delta t$ =tempo

A capacitância térmica, C_t, é uma medida da capacidade de um corpo de acumular calor, similarmente a como um capacitor acumula carga elétrica. Para um dado elemento estrutural, C_t depende do calor específico, c, do volume V e da densidade d, de acordo com a relação:

{\big .}C_{t}=c.d.V\quad

Em circuitos elétricos e eletrônicos[editar | editar código-fonte]

É uma grandeza muito importanto no cálculo de dissipação de calor (dissipadores) de circuitos elétricos e eletrônicos, e seu valor impedância térmica, normalmente representado por Z_t, é obtido de curvas normalizadas presentes nos manuais de componentes destes circuitos, como por exemplo, os semicondutores de potência, quando é expressa em uma razão de temperatura dividido pela potência, por exemplo, em unidades de °C/W.^[2]^[3]

Diversamente da condutividade térmica, intrínseca ao material do qual é composto um componente de circuito, a impedância térmica pode ser variável com o tempo, pois depende, entre diversas variáveis, da viscosidade aquela temperatura do meio circundante, que altera a convecção. Como o componente do circuito pode variar sua temperatura no tempo, pode alterar a temperatura do meio circundante no tempo.

Para circuitos eletrônicos pode ser expressa fisicamente por:

{\big .}Z_{t}={\frac {\Delta T}{P}},\quad

Onde,

$\Delta T$ é a variação de temperatura.
$P$ é a potência térmica, que circula no componente e é transferida ao ambiente

O conceito de impedância térmica é muito importante quando o componente funciona com correntes impulsivas (correntes elétricas de grande intensidade e curta duração).^[4]^[5]A impedância térmica aumenta com o tempo de duração do pulso de corrente, pois o fator crucial é a capacidade térmica do componente.^[3]

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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segunda-feira, 18 de março de 2019

L={Q \over m}\Rightarrow Q=m.L

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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Calor latente, também chamado de calor de transformação,^[1] é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passar do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice-versa. Durante a mudança de fase a temperatura da substância não varia, mas seu estado de agregação molecular se modifica.

O calor latente pode ter valores tanto positivos quanto negativos. É positivo se a substância estiver recebendo calor e negativo se estiver cedendo calor. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade é J/kg (joule por quilograma). Outra unidade usual é caloria por grama (cal/g). A unidade caloria tende a desaparecer à medida que o SI vá sendo implantado pelos países que o aprovaram.

Gráfico da variação de temperatura da água em função do tempo (fora de escala).

A palavra latente vem do latim latēns que significa oculto.^[2] O termo foi usado pela primeira vez em 1761 por Joseph Black que deduziu que ao doar calor para um sistema água/gelo não causa o aumento de sua temperatura, e sim um aumento na quantidade de água na mistura. Em seguida Black observou que adicionar calor à água em ebulição também não causava um aumento na temperatura, e sim um aumento do vapor no sistema água/vapor. A partir dessas observações, Black concluiu que o calor aplicado deveria ter se combinado com as partículas do gelo e da água fervente e se tornado latente. Sua teoria marca o início da Termodinâmica.^[3] Ele também mostrou que diferentes substâncias possuem diferentes calor específico.

Expressão matemática[editar | editar código-fonte]

Para calcular o calor latente de uma substância, basta dividir a quantidade de calor Q que a substância precisa ganhar ou perder para mudar de fase pela massa m da mesma.

L={Q \over m}\Rightarrow Q=m.L

Temos que L é o calor latente, a quantidade de energia necessária para que 1g da amostra mude de fase, e pode ser representadas pelas unidades kJ/kg ou cal/g.

Quando a mudança é da fase líquida para a fase gasosa (amostra absorve calor), o calor latente é chamado de Calor de Ebulição/Vaporização (Lv), e seu valor é igual em módulo, porém com o sinal oposto (amostra cede calor) do Calor de Condensação (Lc).

Quando a mudança de fase se dá de sólida para líquida (amostra absorve calor), o calor latente é chamado de Calor de Fusão, e seu valor é igual em módulo e de sinal oposto ao do Calor de Solidificação (amostra cede calor).

Tabela de calores latentes[editar | editar código-fonte]

A tabela abaixo apresenta alguns elementos e seus respectivos calor latentes e fusão e ebulição, assim como a temperatura de transição de fase.^[1]

Substância	Ponto de Fusão (K)	Calor Latente de Fusão (kJ/kg)	Ponto de Ebulição (K)	Calor Latente de Vaporização (kJ/kg)
Hidrogênio	14,0	58,0	20,3	455
Oxigênio	54,8	13,9	90,2	213
Mercúrio	234	11,4	630	296
Água	273	333	373	2256
Chumbo	601	23,2	2017	858
Prata	1235	105	2323	2326
Cobre	1356	207	2868	4730

Calor latente da água[editar | editar código-fonte]

Calor latente de condensação[editar | editar código-fonte]

O calor latente de condensação da água, no intervalo de temperatura entre -40°C e 40°C, pode ser aproximado pela função cúbica abaixo:

L_{{\text{água}}}(T)=(2500.8-2.36T+0.0016T^{2}-0.00006T^{3})~{\text{J/g}},

^[4]

onde a temperatura

T

é usada em °C.

Calor latente de sublimação[editar | editar código-fonte]

No mesmo intervalo de temperatura, o calor latente de sublimação pode ser aproximado pela função quadrática:

L_{{\text{gelo}}}(T)=(2834.1-0.29T-0.004T^{2})~{\text{J/g}}.

^[4]

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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domingo, 17 de março de 2019

Aparte os gases ideais - uma idealização extremamente útil como primeiro passo no estudo e compreensão dos sistemas físicos termodinâmicos - verifica-se que a estrutura da matéria conforme atualmente concebida implica relações ora mais ora menos vigorosas entre as partículas fundamentais que a integram. Particularmente importante no estado sólido, e gradualmente menos significativa nos líquidos e nos gases reais, em escala atômica as relações entre as partículas em questão - os átomos - são sobretudo as determinadas por interações de natureza elétrica. Quer ionizados quer não, em sólidos os átomos assumem posições relativas tais que, caso esses tentem se afastar demasiadamente, os efeitos elétricos oriundos da interação das nuvens eletrônicas entre si e com os respectivos núcleos atômicos estabelecem forças que novamente os aproximam. Contudo a aproximação em demasia também implica forças de natureza elétrica, agora repulsivas. O balanço entre as duas situações estabelece configurações espaciais de equilíbrio, sendo responsável, entre outros, pelas estruturas das ligações covalentes bem como da amostra como um todo em compostos moleculares; pelas disposições dos íons bem como pelo parâmetros de rede em estruturas iônicas cristalinas; e pelas características dos materiais com ligações metálicas.

O comportamento de tais interações é descrito via considerações acerca das energias potenciais elétricas - no contexto nomeada energia química - envolvidas. Embora as energias potenciais sejam usualmente dependente das separações atômicas de maneira não muito trivial, os cálculos demonstram que, para pequenos deslocamentos em torno das posições de equilíbrio, tal dependência pode ser muito bem descrita via uma aproximação quadrática. Tal potencial energético implica diretamente, como resposta às equações dinâmicas, movimentos harmônicos em torno dos pontos de equilíbrio para as partículas em questão; em tudo similares aos movimentos descritos por objetos maciços quando atrelados a molas e sujeitos à lei de Hooke. A aproximação torna-se gradualmente menos precisa para os líquidos e talvez inadequada os gases reais em virtude do gradual aumento nas amplitudes de movimento das partículas em torno dos assumidos existentes pontos de equilíbrio, contudo para sólidos e líquidos o princípio permanece essencialmente válido. Sendo característico do comportamento elástico, a aproximação de potencial parabólico em torno dos pontos de equilíbrio permite por comparação modelar a matéria como um conjunto de partículas puntuais inter-acopladas por molas; e em tal modelo é fácil compreender-se a natureza da transmissão de energia térmica por condução.

A condução é feita devido às moléculas de maior energia cinética, oscilando com maiores amplitudes em torno dos pontos de equilíbrio, transmitirem energia através dos acoplamentos elásticos para as partículas vizinhas menos energéticas. Lembrando-se do conceito de temperatura como grandeza proporcional à energia cinética média das partícula do sistema, percebe-se claramente a diferença de temperaturas como sendo o fator causal do calor por condução.

A condução é, conforme esperado, geralmente muito significativa em sólidos e líquidos, mas certamente também ocorre, contudo de forma menos importante, em gases. Considerado que os gases reais não são a rigor gases ideias, sabe-se que há interação entre as partículas que o compõem, de forma que o modelo anterior não mostra-se de todo errado. Contudo, mesmos no caso dos gases ideais - onde não verifica-se, por definição, qualquer acoplamento entre as partículas que o definem - pode-se ainda conceber a existência de condução térmica, visto que essas partículas ainda interagem, contudo apenas com as paredes do recipiente que as encerram. Se duas paredes em extremidades opostas do recipiente contendo um gás ideal forem mantidas à temperaturas diferentes, verificar-se-á fluxo de calor por condução entre as mesmas visto que as partículas gasosas, embora possam mover-se livremente no interior do recipiente, encontrando-se contudo por esse confinadas, e por tal colidindo ora com uma, ora com a outra parede do recipiente.

Quantitativamente, a taxa ou fluxo de calor

\phi

- também nomeada corrente térmica (corrente de calor^{[Ref. 4]}) é usualmente medido em joules por segundo (watts), ou de forma alternativa em calorias por segundo - que ocorre em uma barra cilíndrica ou prismática cujas extremidades estejam conectadas a reservatórios térmicos a diferentes temperaturas, e cuja extensão longitudinal encontre-se envolta por isolante térmico, quando em regime estacionário, é função das dimensões da barra, do material do qual é feita, e da diferença de temperaturas entre as fontes quente e fria às quais essa encontra-se conectada. Empiricamente determina-se, o que ficou conhecido como Lei do resfriamento de Newton^{[Ref. 5]}, que:

\phi _{{(\kappa ,L,A,\Delta T)}}=-\kappa {\frac {A\Delta T}{L}}

com

\phi ={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}

Barra material intercalada entre dois reservatórios térmicos a diferentes temperaturas. Há calor Q entre através da barra a uma taxa

\phi ={\frac {dQ}{dt}}

que depende do comprimento x = L bem como da seção reta A da barra; do material do qual a barra é feita; e também da diferença de temperaturas dos reservatórios. A barra e os reservatórios encontram-se envoltos por fronteira adiabática(não representada).

Nas expressões acima têm-se:

$A:$ área da seção reta perpendicular ao fluxo de calor;
$\Delta t:$ intervalo de tempo considerado;
$\Delta T:$ diferença de temperaturas entre os extremos da barra;
$\Delta Q:$ quantidade de calor que flui através da seção no intervalo $\Delta t$ considerado;
$L:$ comprimento da barra (X na figura);
$\kappa :$ condutividade térmica, constante que caracteriza o material do qual a barra é feito.

Apresenta-se também uma tabela com as condutividades térmicas para alguns materiais de uso frequente.

Condutividade térmica $\kappa$ à temperatura ambiente igual a^{[Ref. 2]}
Substância	$({\frac {W}{mK}})$	$({\frac {({\frac {Kcal}{s}})}{(m^{o}C)}})$	Substância	$({\frac {W}{mK}})$	$({\frac {({\frac {Kcal}{s}})}{(m^{o}C)}})$
Prata	406	0,097	Hidrogênio	0,14	33 x 10 ^-6
Cobre	385	0,092	Gelo a 0^oC	2,2	0,53 x 10 ^-3
ouro	317	0,076	Amianto	0,09	22 x 10 ^-6
alumínio	205	0,049	Vidro	[0,6 - 0,8]	[0,14 - 0,19] x 10 ^-3
chumbo	34,7	8,3 x 10 ^-3	Concreto	0,8	0,19 x 10 ^-3
Titânio	21,9	5,2 x 10 ^-3	Baquelite	1,4	0,33 x 10 ^-3
Ferro	80,2	0,019	Madeira	[0,04 - 0,26]	[9,6 - 62]x 10 ^-6
Aço carbono	50	0,012	Cortiça	0,04	9,6 x 10 ^-6
Aço inox	14	3,3 x 10 ^-3	Aerogel	0,003	0,7 x 10 ^-6
ar	0,024	5,7 x 10 ^-6	Mylar	0,0001	0,02 x 10 ^-6

Cabo coaxial: composto por cilindro e tubos concêntricos, de materiais diferentes. Um exemplo ilustrativo de objeto com ausência de isotropia em sua seção reta, contudo dotado de simetria axial.

Os princípios físicos envolvidos no problema acima constituem o ponto de partida para a solução de qualquer problema relativo ao calor por condução. Como mero exemplo de seu uso, considerando-se ainda a situação em regime estacionário, o fundamento matemático atrelado pode ser estendido a cilindros ou prismas não isotrópicos ao longo das seções retas, para tal bastando transpor-se a área A para o outro lado da equação a fim de definir-se uma nova grandeza, denominada densidade de corrente térmica

{\bar I},

tal que:

{\bar I}={\frac {\phi }{A}}={\frac {\Delta Q}{A\Delta t}}

Tal definição, em termos diferenciais, implica:

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}=-\kappa _{{(y,z)}}{\frac {dT}{dx}}

com

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}={\frac {d\phi }{dA}}|_{{y,z}}={\frac {dQ}{dAdt}}|_{{y,z}}

Na expressão acima,

I

representa a densidade de corrente de calor em um diferencial de área dA situado em um ponto específico (x,y,z) do volume, ponto esse caracterizado por uma condutividade térmica

\kappa _{{(y,z)}}

constante ao longo do eixo x (o eixo axial). Os termos dQ, dA, dT bem como dt são os respectivos diferenciais atrelados às grandezas anteriormente definidas, determinados em cada ponto do volume em consideração.

A diferença entre

{\bar I}

I

reside basicamente no fato de que

{\bar I}

representa, no caso geral, o valor médio de

I

sobre a seção reta total A do prisma ou cilindro especificado:

{\bar I}={\frac {1}{A}}\int _{A}I_{{(y,z)}}dA

No caso da barra isotrópica antes considerado, sendo o material essencialmente o mesmo em todos os pontos,

{\bar I}

iguala-se a

I

em qualquer ponto.

A integração é fácil quando tem-se (dT/dX) = (dT/dL) constante e por tal facilmente conhecido - o que ocorre quando há simetria longitudinal de fluxo de calor, conforme considerado - contudo pode implicar problemas bem mais sofisticados - exigindo considerações vetoriais e a aplicação de conceitos como solução por séries de Fourier bem como técnicas específicas, a exemplo as aplicadas nos problemas com condições de contorno não adiabáticas de Neumann ou Dirichilet - nos casos onde não há tal simetria e a próprio gradiente de temperatura (dT/dX no caso considerado) é também uma grandeza a ser determinada, como função não apenas de cada ponto do objeto em consideração mas também como função do tempo. Buscam-se nesses casos as determinações não apenas dos estados estacionários condizentes com as condições de contorno fornecidas como também a evolução do sistema no tempo; incluso o comportamento transitório, a partir do estado inicial também fornecido. Tais problemas são usualmente complicados o suficiente para demandarem artigo específico e, por vezes, seções inteiras de livros sobre equações diferenciais ^{[Ref. 5]}. As presenças de fontes térmicas também devem ser consideradas, e estas geralmente complicam ainda mais os problemas; que matematicamente consistem em se buscar as soluções adequadas para a equação diferencial parcial conhecida como Equação da Condução de Calor:

{\frac {\partial u}{\partial t}}=\mu \nabla ^{2}u_{{({\vec r},t)}}+f_{{({\vec r},t)}}

Na equação acima,

u_{{({\vec r},t)}}=u_{{(x,y,z,t)}}

corresponde ao campo de temperaturas como função do tempo e das coordenadas espaciais procurado; e

f({\vec r},t)

informa acerca das fontes térmicas presentes no sistema sob análise; o "nabla quadrado" (

\nabla ^{2}

) representa o operador Laplaciano - em essência derivadas parciais de segunda ordem em relação a cada uma das coordenadas espaciais; e

\eta

é o coeficiente de difusão térmica, constante intimamente relacionada à condutividade térmica k.

A equação de condução do calor é matematicamente obtida a partir dos princípios físicos básicos encerados na Lei do resfriamento de Newton^{[Ref. 5]}.

O estudo do calor por condução mostra-se relevante em eletrônica em virtude da integração dos circuitos eletrônicos. Os dissipadores de energia térmica, popularmente conhecidos como dissipadores de calor, funcionam essencialmente via calor por condução. A condução térmica tem grande aplicação também no estudo e projeto das máquinas térmicas, a exemplo nos projetos dos motores a combustão interna, bem como nos projetos de dispositivos refrigeradores, como geladeiras e ares-condicionados.

Convecção[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Convecção

A convecção já não é a nível molecular como era o caso da condução. Esta já pode ser de duas formas, por convecção natural em que é devido à diferença de densidade do fluido devido ao aquecimento do fluido ou por convecção forçada em que existe um mecanismo externo ao sistema a forçar o movimento do fluido. Este mecanismo é segundo a Lei de Newton. q=h(T_s-T_∞) Em que: qx é a taxa de transferência de calor por unidade de área perpendicular à superfície em [W/m2]. h é o coeficiente de transferência de calor que depende das condições e natureza do escoamento, da geometria da superfície e das propriedades do fluido em [W/m2*K].

Radiação[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Radiação eletromagnética

Qualquer corpo ou superfície a uma temperatura superior ao zero absoluto emite radiação electromagnética por alteração na configuração electrónica de átomos e moléculas. A radiação térmica está restrita aos comprimentos de onda entre 0.1 e 100 μm do espectro electromagnético. A propagação de ondas electromagnéticas (ou fotões) ocorre através de corpos ou fluidos não opacos, ou no vácuo, não precisando, portanto, da existência de matéria. A lei básica é a lei de Stefan-Boltzmann. Como se pode concluir, o transporte de energia associado a este mecanismo é qualitativamente diferente dos mecanismos referidos acima (condução e convecção). Contudo, uma vez que todas as superfícies emitem radiação térmica, e esta será tanto maior quanto mais elevada for a temperatura, se um corpo emitir mais energia do que aquela que recebe proveniente das superfícies envolventes, a temperatura desse corpo diminuirá.

Tipos de calor[editar | editar código-fonte]

Calor sensível: provoca apenas a variação da temperatura do corpo. A quantidade de calor sensível (Q) que um corpo de massa (m) recebe é diretamente proporcional à sua variação de temperatura ( $\Delta T$ ). Logo, é possível calcular a quantidade de calor sensível usando a seguinte fórmula:

Q=m\cdot \ c\cdot \Delta T

Calor latente: provoca algum tipo de alteração na estrutura física do corpo. É a quantidade de calor que a substância troca por grama de massa durante a mudança de estado físico. É representado pela letra L. É medido em caloria por grama (cal/g).

Para calcular o calor latente é necessário utilizar a seguinte expressão:

Q=m\cdot L

Onde Q é a quantidade de calor recebida ou cedida pelo corpo, m é a massa do corpo e L é o calor latente ou calor de transformação mássico (é a energia necessária fornecer á massa de 1 kg de substância para que mude de estado).

Calor específico (c)[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: calor específico

Ao contrário da capacidade térmica, o calor específico não é característica do corpo, mas sim característica da substância. Corresponde à quantidade de calor recebida ou cedida por 1 g da substância que leva a uma variação de 14,5°C para 15,5°C na temperatura do corpo em questão. É dado pela relação da capacidade térmica do corpo pela sua massa. É representado pela letra c (minúscula) e é medido em cal/g.°C ou cal/g.K:

c={\frac {C}{m}}

Onde c é o calor específico, C é a capacidade térmica e m é a massa.

Quantidade de Calor $\Delta Q$ [editar | editar código-fonte]

Grandeza física que determina a variação na quantidade de energia térmica em um corpo, ou seja, determina a energia térmica que transitou para outro corpo ou que mudou de natureza. A unidade do SI para quantidade de calor é o J (Joule), mas é comum usar cal (Caloria) ou Cal (Caloria lateral).

Fórmulas[editar | editar código-fonte]

A quantidade de calor pode ser representada por

\Delta E_{T},

representando uma variação de energia térmica no corpo (perceba que a energia não se perde, apenas transita ou muda de natureza).

Quantidade de calor sensível[editar | editar código-fonte]

Essas são as fórmulas para se calcular a quantidade de calor que não causa mudança de estado físico, apenas de temperatura.

A quantidade de calor sensível (

Q_{{c_{S}}}

) pode ser calculada a partir da potência de uma fonte térmica (

Pot_{T}

) e do tempo de fornecimento de energia a partir dessa fonte térmica (

\Delta t

Q_{{c_{S}}}=\Delta t\cdot Pot_{T}

Também é possível calcular a quantidade de calor a partir da massa da substância que sofre variação térmica (

m

), do calor específico dela (

c

) e da variação térmica que o corpo sofre (

\Delta T

Q_{{c_{S}}}=m\cdot c\cdot \Delta T

Quantidade de calor latente[editar | editar código-fonte]

É a quantidade de calor que causa mudança de estado físico, mas não de temperatura.

A quantidade de calor latente (

Q_{{c_{L}}}

) pode ser calculada pelo calor latente (

L

) e pela massa da substância.

Q=L\cdot m

Quantitativamente, a taxa ou fluxo de calor

\phi

\phi _{{(\kappa ,L,A,\Delta T)}}=-\kappa {\frac {A\Delta T}{L}}

x Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

com

\phi ={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Barra material intercalada entre dois reservatórios térmicos a diferentes temperaturas. Há calor Q entre através da barra a uma taxa

\phi ={\frac {dQ}{dt}}

Nas expressões acima têm-se:

$A:$ área da seção reta perpendicular ao fluxo de calor;
$\Delta t:$ intervalo de tempo considerado;
$\Delta T:$ diferença de temperaturas entre os extremos da barra;
$\Delta Q:$ quantidade de calor que flui através da seção no intervalo $\Delta t$ considerado;
$L:$ comprimento da barra (X na figura);
$\kappa :$ condutividade térmica, constante que caracteriza o material do qual a barra é feito.

Apresenta-se também uma tabela com as condutividades térmicas para alguns materiais de uso frequente.

Condutividade térmica $\kappa$ à temperatura ambiente igual a^{[Ref. 2]}
Substância	$({\frac {W}{mK}})$	$({\frac {({\frac {Kcal}{s}})}{(m^{o}C)}})$	Substância	$({\frac {W}{mK}})$	$({\frac {({\frac {Kcal}{s}})}{(m^{o}C)}})$
Prata	406	0,097	Hidrogênio	0,14	33 x 10 ^-6
Cobre	385	0,092	Gelo a 0^oC	2,2	0,53 x 10 ^-3
ouro	317	0,076	Amianto	0,09	22 x 10 ^-6
alumínio	205	0,049	Vidro	[0,6 - 0,8]	[0,14 - 0,19] x 10 ^-3
chumbo	34,7	8,3 x 10 ^-3	Concreto	0,8	0,19 x 10 ^-3
Titânio	21,9	5,2 x 10 ^-3	Baquelite	1,4	0,33 x 10 ^-3
Ferro	80,2	0,019	Madeira	[0,04 - 0,26]	[9,6 - 62]x 10 ^-6
Aço carbono	50	0,012	Cortiça	0,04	9,6 x 10 ^-6
Aço inox	14	3,3 x 10 ^-3	Aerogel	0,003	0,7 x 10 ^-6
ar	0,024	5,7 x 10 ^-6	Mylar	0,0001	0,02 x 10 ^-6

Cabo coaxial: composto por cilindro e tubos concêntricos, de materiais diferentes. Um exemplo ilustrativo de objeto com ausência de isotropia em sua seção reta, contudo dotado de simetria axial.

{\bar I},

tal que:

{\bar I}={\frac {\phi }{A}}={\frac {\Delta Q}{A\Delta t}}

x Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

Tal definição, em termos diferenciais, implica:

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}=-\kappa _{{(y,z)}}{\frac {dT}{dx}}

com

I_{{(\kappa ;{\frac {dT}{dx}};y;z)}}={\frac {d\phi }{dA}}|_{{y,z}}={\frac {dQ}{dAdt}}|_{{y,z}}

Na expressão acima,

I

representa a densidade de corrente de calor em um diferencial de área dA situado em um ponto específico (x,y,z) do volume, ponto esse caracterizado por uma condutividade térmica

\kappa _{{(y,z)}}

A diferença entre

{\bar I}

I

reside basicamente no fato de que

{\bar I}

representa, no caso geral, o valor médio de

I

sobre a seção reta total A do prisma ou cilindro especificado:

{\bar I}={\frac {1}{A}}\int _{A}I_{{(y,z)}}dA

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

No caso da barra isotrópica antes considerado, sendo o material essencialmente o mesmo em todos os pontos,

{\bar I}

iguala-se a

I

em qualquer ponto.

{\frac {\partial u}{\partial t}}=\mu \nabla ^{2}u_{{({\vec r},t)}}+f_{{({\vec r},t)}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Na equação acima,

u_{{({\vec r},t)}}=u_{{(x,y,z,t)}}

corresponde ao campo de temperaturas como função do tempo e das coordenadas espaciais procurado; e

f({\vec r},t)

informa acerca das fontes térmicas presentes no sistema sob análise; o "nabla quadrado" (

\nabla ^{2}

) representa o operador Laplaciano - em essência derivadas parciais de segunda ordem em relação a cada uma das coordenadas espaciais; e

\eta

é o coeficiente de difusão térmica, constante intimamente relacionada à condutividade térmica k.

A equação de condução do calor é matematicamente obtida a partir dos princípios físicos básicos encerados na Lei do resfriamento de Newton^{[Ref. 5]}.

Convecção[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Convecção

Radiação[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Radiação eletromagnética

Tipos de calor[editar | editar código-fonte]

Calor sensível: provoca apenas a variação da temperatura do corpo. A quantidade de calor sensível (Q) que um corpo de massa (m) recebe é diretamente proporcional à sua variação de temperatura ( $\Delta T$ ). Logo, é possível calcular a quantidade de calor sensível usando a seguinte fórmula:

Q=m\cdot \ c\cdot \Delta T

x Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

Calor latente: provoca algum tipo de alteração na estrutura física do corpo. É a quantidade de calor que a substância troca por grama de massa durante a mudança de estado físico. É representado pela letra L. É medido em caloria por grama (cal/g).

Para calcular o calor latente é necessário utilizar a seguinte expressão:

Q=m\cdot L

x Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

Calor específico (c)[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: calor específico

c={\frac {C}{m}}

x Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

Onde c é o calor específico, C é a capacidade térmica e m é a massa.

Quantidade de Calor $\Delta Q$ [editar | editar código-fonte]

Fórmulas[editar | editar código-fonte]

A quantidade de calor pode ser representada por

\Delta E_{T},

representando uma variação de energia térmica no corpo (perceba que a energia não se perde, apenas transita ou muda de natureza).

Quantidade de calor sensível[editar | editar código-fonte]

Essas são as fórmulas para se calcular a quantidade de calor que não causa mudança de estado físico, apenas de temperatura.

A quantidade de calor sensível (

Q_{{c_{S}}}

) pode ser calculada a partir da potência de uma fonte térmica (

Pot_{T}

) e do tempo de fornecimento de energia a partir dessa fonte térmica (

\Delta t

Q_{{c_{S}}}=\Delta t\cdot Pot_{T}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Também é possível calcular a quantidade de calor a partir da massa da substância que sofre variação térmica (

m

), do calor específico dela (

c

) e da variação térmica que o corpo sofre (

\Delta T

Q_{{c_{S}}}=m\cdot c\cdot \Delta T

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Quantidade de calor latente[editar | editar código-fonte]

É a quantidade de calor que causa mudança de estado físico, mas não de temperatura.

A quantidade de calor latente (

Q_{{c_{L}}}

) pode ser calculada pelo calor latente (

L

) e pela massa da substância.

Q=L\cdot m

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c={\frac {C}{m}}\,\!

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c={\frac {1}{m}}{\frac {\delta Q}{\delta T}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

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P l Ml tfefel

Ta l Rl

c={\frac {1}{m}}{\frac {{\mathrm {d}}U+p{\mathrm {d}}V}{{\mathrm {d}}T}}

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c_{v}={\frac {1}{m}}{\frac {{\mathrm {d}}U}{{\mathrm {d}}T}}

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c_{p}={\frac {1}{m}}{\frac {{\mathrm {d}}\left(U+pV\right)}{{\mathrm {d}}T}}

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

onde a nova função de estado

H=U+pV

é entalpia do sistema.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c_{v}={\frac {Q}{n\Delta T}}={\frac {\Delta U}{n\Delta T}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c_{p}={\frac {Q}{n\Delta T}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c\cong {\frac {3R}M}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c={\frac {c_{1}m_{1}(T_{f}-T)+c_{2}m_{2}(T_{f}-T')}{m(T-T_{f})}}={\frac {(c_{1}m_{1}+c_{2}m_{2})(T_{f}-T')}{m(T-T_{f})}}

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

c_{v}=({\frac {f}{2}})R

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Calor específico é uma grandeza física intensiva que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor. Também é chamado de capacidade térmica mássica. A unidade no SI é

J/(kg.K)

(joule por quilograma e por kelvin). Uma unidade usual bastante utilizada para calores específicos é cal/(g.°C) (caloriapor grama e por grau Celsius).^[1]

Em rigor há dois calores específicos distintos: o calor específico a volume constante

c_{v}

e o calor específico a pressão constante

c_{p}

. O calor específico a pressão constante é geralmente um pouco maior do que o calor específico a volume constante, sendo a afirmação verdadeira para materiais com coeficientes de dilatação volumétrico positivos. Em virtude do aumento de volume associado à dilatação térmica, parte da energia fornecida na forma de calor é usada para realizar trabalho contra o ambiente a pressão constante e não para aumentar a temperatura em si; o aumento de temperatura experimentado para um sistema à pressão constante é pois menor do que aquele que seria experimentado pelo mesmo sistema imposto o volume constante uma vez mantida a mesma transferência de energia na forma de calor. No caso do calor específico a volume constante, toda a energia recebida na forma de calor é utilizada para elevar a temperatura do sistema, o que faz com que

c_{v}

— em virtude de sua definição — seja um pouco menor. A diferença entre os dois é particularmente importante em gases; em sólidos e líquidos sujeitos a pequenas variações de volume frente às variações de temperatura, os valores dos dois na maioria das vezes se confundem por aproximação. Em análise teórica e de precisão, contudo, é importante a diferenciação dos dois.

Materiais com dilatação anômala, como a água entre 0 °C e 4 °C, não obedecem à regra anterior; nestes casos o calor específico a volume constante é então um pouco maior do que o calor específico a pressão constante.

O calor específico (

c\,\!

) de uma substância pode ser definido a partir da capacidade térmica (

C\,\!

) de um corpo composto por ela como o quociente desta pela massa (

m\,\!

) desse corpo.^[2] Matematicamente,

c={\frac {C}{m}}\,\!

A capacidade térmica, por sua vez, é definida como a razão entre calor recebido e variação de temperatura observada. Assim, o calor específico pode ser expresso como:

c={\frac {1}{m}}{\frac {\delta Q}{\delta T}}

Por essa última relação, nota-se que o calor específico depende do processo pelo qual o calor é cedido à substância. Usando a primeira lei da termodinâmica, com

p

sendo a pressão, pode-se escrever:

c={\frac {1}{m}}{\frac {{\mathrm {d}}U+p{\mathrm {d}}V}{{\mathrm {d}}T}}

Dois casos particulares são de maior importância. Um deles é o calor específico a volume constante, onde o termo representando o trabalho (

p{\mathrm {d}}V

) é nulo, e pela relação anterior

c_{v}={\frac {1}{m}}{\frac {{\mathrm {d}}U}{{\mathrm {d}}T}}

O segundo caso é o calor específico a pressão constante. Nesse caso, a equação anterior resulta em

c_{p}={\frac {1}{m}}{\frac {{\mathrm {d}}\left(U+pV\right)}{{\mathrm {d}}T}}

onde a nova função de estado

H=U+pV

é entalpia do sistema.^[3]

A distinção entre esses dois calores específicos pode normalmente ser ignorada nas fases sólida e líquida, dado que essas substâncias normalmente sofrem uma variação de volume muito pequena. Gases, no entanto, apresentam grande expansão térmica, sendo sempre necessária a distinção entre ambos os calores específicos.

Calor específico molar[editar | editar código-fonte]

Em muitas circunstâncias a unidade mais conveniente para especificar a quantidade de uma substancia é o mol, definido como sendo uma quantidade de 6,02 x 10²³ unidades elementares de qualquer substância. Assim, por exemplo um mol de alumínio significa 6,02 x 10²³ átomos de alumínio (o átomo é a unidade elementar), e 1 mol de óxido de alumínio significa 6,02 x 10²³ fórmulas moleculares do composto.

Nesses casos, quando a quantidade de substância é expressa em moles, utiliza-se o chamado calor específico molar, que é expresso como sendo a capacidade térmica por mol.^[4] De forma análoga com o calor específico por massa, o calor específico molar depende do processo ao qual a substância é submetida; define-se de mesma forma as quantidades a pressão constante e a volume constante.

Calor específico molar a volume constante[editar | editar código-fonte]

O calor específico molar a volume constante é definido como:

c_{v}={\frac {Q}{n\Delta T}}={\frac {\Delta U}{n\Delta T}}

Sendo que,

\Delta U=Q-W

(primeira lei da termodinâmica) com o trabalho

W=0

temos

\Delta U=Q

,por se tratar de um processo a volume constante.

onde:

$Q$ é o calor absorvido ou cedido por uma amostra de $n$ moles de um gás;
$\Delta T$ é a variação de temperatura resultante;
$\Delta U$ é a variação de energia interna.

Para um gás monoatômico ideal,

c_{v}={\frac {3}{2}}R=12,5J/mol/K

Calor específico molar a pressão constante[editar | editar código-fonte]

O calor específico molar a pressão constante é definido como:

c_{p}={\frac {Q}{n\Delta T}}

Sendo que temos as seguintes relações:

Q=U+W

(primeira lei da termodinâmica) e

W=p\Delta V

. Relacionando o trabalho com a equação dos gases ideais

pV=nRT

ficamos com

W=nR\Delta T

. Substituindo a as respectivas equações mais a equação

c_{v}={\frac {\Delta U}{n\Delta T}}

na equação

Q=U+W

ficamos com

c_{p}=c_{v}+R

onde:

$Q$ é o calor absorvido ou cedido por uma amostra de $n$ mols de um gás;
$\Delta T$ é a variação de temperatura resultante;
$\Delta U$ é a variação de energia interna.

Regra de Dulong-Petit[editar | editar código-fonte]

A regra de Dulong-Petit consiste em obter, aproximadamente, o calor específico das substâncias por meio da massa molar:

c\cong {\frac {3R}M}

Em que:

$c$ é o calor específico, em joule por quilograma kelvin (J.kg⁻¹.K⁻¹);
$R$ é a constante dos gases reais, equivalente a 8,31 joules por mol kelvin (J.K⁻¹.mol⁻¹);
$M$ é a massa molar, em quilograma por mol (kg/mol).

Determinação experimental do calor específico de uma substância[editar | editar código-fonte]

Calorímetro

A capacidade calorífica de um corpo é determinada com ajuda de um calorímetro e um termômetro. Um calorímetro simples (veja a figura) consiste num cilindro metálico polido, colocado num outro cilindro metálico sobre cortiça (para isolamento térmico).^[5]

O cilindro interno é enchido com água ou algum outro líquido de calor específico conhecido. Um corpo de massa m, e capacidade calorífica específica c, aquecido a uma certa temperatura T é imergido no calorímetro de massa m₁ e capacidade calorífica c₁ na qual a temperatura é medida. Suponha que a temperatura deste líquido de m₂ e capacidade calorífica específica c₂ no calorímetro é T’ antes de o corpo ser emergido nele, e quando a temperatura do líquido e do corpo é a mesma, a temperatura torna-se T_f.

Da lei de conservação da energia e considerando o calor dissipado na vizinhança pelo objecto quente Q, o calor recebido pela água e pelo calorímetro que seja respectivamente Q₁ e Q₂ , mostra que a capacidade calorífica específica é

c={\frac {c_{1}m_{1}(T_{f}-T)+c_{2}m_{2}(T_{f}-T')}{m(T-T_{f})}}={\frac {(c_{1}m_{1}+c_{2}m_{2})(T_{f}-T')}{m(T-T_{f})}}

Fatores que afetam o calor específico[editar | editar código-fonte]

Representação de uma molécula vibrando.

Moléculas sofrem muitas vibrações características internas. A energia potencial armazenada nestes graus de liberdade internos contribui para uma amostra do conteúdo de energia, mas não a sua temperatura. Graus de liberdade mais internos tendem a aumentar a capacidade de uma substância de calor específico, contanto que as temperaturas são suficientemente elevadas para superar os efeitos quânticos.

Graus de liberdade[editar | editar código-fonte]

O comportamento termodinâmico das moléculas dos gases monoatômicos, como hélio, e dos gases diatômicos, como o nitrogênio, é muito diferente. Em gases monoatômicos, a energia interna é unicamente para movimentos de translação. Os movimentos são movimentos de translação em um espaço tridimensional em que as partículas se movem e trocam energia em colisões elásticas da mesma forma como fariam bolas de borracha colocadas num recipiente que foi agitado fortemente. (Veja animação aqui). Estes movimentos nas dimensões X, Y, e Z significam que os gases monoatômicos tem apenas três graus de liberdade de translação. Moléculas com maior atomicidade, no entanto, tem vários graus de liberdade interna, rotacionais e vibracionais. Elas se comportam como uma população de átomos que podem se mover dentro de uma molécula de formas diferentes (veja a animação à direita). A energia interna é armazenada nesses movimentos internos. Por exemplo, o nitrogênio, que é uma molécula diatômica, tem cinco graus de liberdade: três de translação e dois de rotação interna. Note que a calor específico molar a volume constante do gás monoatômico é

{\frac {3}{2}}R

, sendo R a constante universal do gás ideal, ao passo que para o valor do nitrogênio (diatômico) vale

{\frac {5}{2}}

, o que mostra claramente a relação entre os graus de liberdade e ao calor específico.

c_{v}=({\frac {f}{2}})R

onde

f

é o número de graus de liberdade.

Massa molar[editar | editar código-fonte]

Uma razão pela qual o calor específico tem valores diferentes para diferentes substâncias é a diferença de massas molares, que é a massa de um mol de qualquer elemento, que é diretamente proporcional à massa molecular do elemento, a soma dos valores das massas atômicas da molécula em questão. A energia térmica é armazenada pela existência de átomos ou moléculas de vibração. Se uma substância tem uma massa molar mais leve, em seguida, cada grama de que tem mais átomos ou moléculas disponíveis para armazenar energia. Esta é a razão pela qual o hidrogênio, a substância com menor massa molar tem um calor específico muito elevado. A consequência deste fenômeno é a de que, quando se mede o calor específico em termos molares a diferença entre substâncias torna-se menos acentuada e o calor específico de hidrogênio para de ser atípico. Da mesma forma, as substâncias moleculares (também absorvem calor em seus graus de liberdade internos) pode armazenar grandes quantidades de energia por mol se é moléculas grandes e complexas, e, portanto, seu calor específico medido em massa é menos perceptível . Uma vez que a densidade média de um elemento químico está fortemente relacionada com a sua massa molar, em termos gerais, há uma forte correlação inversa entre a densidade do sólido e o

c_{p}

(calor específico a pressão constante). Lingotes sólidos grandes de baixa densidade tendem a absorver mais calor do que um lingote pequeno de mesma massa, porém com densidade mais elevada que o primeiro, porque contém mais átomos. Por conseguinte, em termos gerais, há uma forte correlação entre o volume de um elemento sólido e a sua capacidade total de calor. No entanto, existem muitos desvios desta correlação.

As ligações de hidrogênio[editar | editar código-fonte]

Contendo hidrogênio na sua composição, moléculas polares como o etanol, amônia e água, têm poderosas ligações intermoleculares de hidrogênio quando em sua fase líquida. Estas ligações proporcionam um outro local em que o calor pode ser armazenado como energia potencial de vibração, mesmo em baixas temperaturas comparativamente.

Impurezas[editar | editar código-fonte]

No caso de ligas, existem certas condições em que as pequenas impurezas podem alterar grandemente o calor específico medido. As ligas podem mostrar uma diferença marcada no seu comportamento, mesmo que a impureza em questão seja um dos elementos que formam a liga, tais como ligas impuras em semicondutores ferromagnéticos que podem conduzir a medições muito diferentes.

A tabela abaixo apresenta o calor específico de algumas substâncias à pressão constante de 1 atm.

Substância	Calor Específico (cal/g.°C)
água	1,0
álcool	0,58
alumínio	0,22
ar	0,24
carbono	0,12
chumbo	0,031
cobre	0,094
ferro	0,11
gelo	0,5
hélio	1,25
hidrogênio	3,4
latão	0,092
madeira	0,42
mercúrio	0,033
nitrogênio	0,25
ouro	0,032
oxigênio	0,22
prata	0,056
rochas	0,21
vidro	0,16
zinco	0,093

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

N l El tf l

P l Ml tfefel

Ta l Rl

Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

T l T l E l Fl dfG l

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Matriz categorial de Graceli.

T l T l E l Fl dfG l

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sábado, 23 de março de 2019

Q=mc\Delta T

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

T l T l E l Fl dfG l

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Ta l Rl

\Delta H=Q

, a

P

constante

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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P l Ml tfefel

Ta l Rl

{\ce {{H2_{(}g)}+1/2{O2_{(}g)}->{H2O_{(}l)}}}

\quad \Delta H=-286kJ/mol

{\ce {{H2O_{(}l)}->{H2_{(}g)}+1/2{O2_{(}g)}}}

\quad \Delta H=+286kJ/mol

x

Δ e, Δ M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... = x sistema de dez dimensões de Graceli. x sistema de transições de estados, e estados de Graceli, x T l T l E l Fl dfG l N l El tf l P l Ml tfefel Ta l Rl Ll D

A termoquímica, também chamada de termodinâmica química, é o ramo da físico-química que estuda as quantidades de calor(energia) absorvidas ou liberadas em reações químicas, assim como as transformações físicas, tais como a fusão e a ebulição, baseando-se em princípios da termodinâmica.^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]

A termoquímica genericamente é relacionada com a troca de energia acompanhando transformações, tais como misturas, transições de fases, reações químicas, além de calcular grandezas como a capacidade térmica, o calor de combustão, o calor de formação, a entalpia e a energia livre.^[1]^[6]

A termoquímica apoia-se sobre duas generalizações:^[7]

Leis de Lavoisier e Laplace (1780): A transferência de energia acompanhando qualquer transformação é igual e oposta à transferência de energia acompanhando o processo reverso.^[8]
Lei de Hess (1840): A variação de energia (entalpia) total de uma reação é a soma das entalpias de reação das etapas em que a reação pode ser dividida.^[9]

Gustav Kirchhoff mostrou em 1858 que a variação do calor de reação é dada pela diferença da capacidade térmica entre os produtos e os reagentes: dΔH / dT = ΔC_p. A integração dessa equação permite avaliar o calor de reação a uma temperatura a partir de valores em outra temperatura.^[10]^[11]

Princípios[editar | editar código-fonte]

Princípios da Química

Físico-Química [Expandir]
Química orgânica [Expandir]
v d e

Calor e calorimetria[editar | editar código-fonte]

Ver artigos principais: Calor e Calorimetria

As transformações físicas e as reações químicas são, geralmente, acompanhadas pela liberação ou absorção de calor. Sabe-se, por exemplo, que é necessário fornecer calor (energia) para que a água seja aquecida a ponto de se vaporizar; e que, por outro lado, há liberação de calor (energia) quando o vapor da água se condensa. Percebe-se a enorme importância de se conhecer e controlar essas trocas de calor, por exemplo, no funcionamento das locomotivas a vapor, um dos avanços tecnológicos centrais da primeira revolução industrial, que transformava a energia térmica em trabalho.^[1]

A calorimetria é o estudo e a medição das quantidades de calor liberadas ou absorvidas pelos fenômenos físicos e químicos.^[12]Para o desenvolvimento experimental da medição do calor, foram construídos os calorímetros, aparelhos utilizados para efetivamente medir o calor trocado. Um dos mais simples calorímetros é o calorímetro de água, em que se coloca um corpo aquecido (ou que provoque uma reação química) dentro da água contida pelo calorímetro, resultando em seu aquecimento. Conhecendo o quanto a temperatura da água se elevou, é possível determinar a quantidade de calor liberada pelo corpo ou pela reação, contanto que a troca de calor com o ambiente externo seja desprezível. Com isso, percebe-se que o aumento de temperatura da água é devido exclusivamente ao corpo aquecido ou à reação ocorrida, isto é, o calor recebido pela água é, em módulo, igual ao calor cedido pelo corpo ou pela reação. Portanto, denominando-se por

m

a massa de água do calorímetro, por

c

o calor específico da água, e por

\Delta T

a variação na temperatura da água, temos que o calor trocado

Q

é tal que:^[13]

Q=mc\Delta T

Energia interna[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia interna

Na física da mecânica clássica, existem fundamentalmente dois tipos de energia que um objeto pode ter:

A energia cinética, associada ao seu movimento;
A energia potencial, por ele armazenada e que pode se transformar em outro tipo de energia, cinética ou potencial.

Desse modo, é possível entender o calor liberado ou absorvido por uma reação química a partir do conceito de energia interna. A energia interna de uma substância qualquer, composta por átomos e/ou moléculas, é equivalente a soma da energia química armazenada por ligações elétricas entre átomos e entre moléculas (uma forma de energia potencial), e da energia térmica armazenada na translação, vibração ou rotação de átomos e moléculas (uma forma de energia cinética). Isto é, a energia interna de uma substância é armazenada parcialmente na forma de energia química e parcialmente na forma de energia térmica.^[14]

Tomando a generalização do conceito de energia interna de uma substância como sendo a energia interna de um sistema, a soma de todas as energias internas das substâncias que o compõem, enuncia-se então a lei da conservação de energia ou a primeira lei da termodinâmica para um sistema isolado, que não troca calor, e nem sofre nem exerce trabalho. Essa lei afirma que a variação da energia interna de um sistema isolado é nula, ou, de forma equivalente, a energia interna de um sistema isolado é constante.^[14]

Entalpia[editar | editar código-fonte]

Combustão de carvão, liberando calor.

Ver artigo principal: Entalpia

Para definir a entalpia, é conveniente tomar o exemplo da queima de carvão em um ambiente aberto. Nele, o carbono (

{\ce {C}}

) no carvão reage com o gás oxigênio (

{\ce {{O2}}}

) da atmosfera, produzindo monóxido de carbono (

{\ce {{CO}}}

). Resume-se a reação na seguinte equação, já balanceada:^[14]

{\ce {2{C}+ {O2}-> 2{CO}}}

Em uma análise preliminar, percebe-se que o volume do sistema aumentou, pois, já que o volume do carbono sólido era desprezível, havia 1 mol

{\ce {{O2}}}

que se transformou em 2 mols de

{\ce {{CO}}}

. Portanto, parte da energia liberada na reação foi utilizada para expandir o gás na forma de trabalho. Como decorrência da conservação de energia, esse trabalho de expansão deverá ser "descontado" da energia liberada pela ração, resultando em um "saldo" menor da energia. Denomina-se esse "saldo" por entalpia (

H

) ou conteúdo de calor. Essa grandeza sempre se refere à energia liberada ou absorvida pela reação em sistemas abertos, em que a pressão é constante devido ao reservatório da atmosfera.^[14]

Com isso, a variação de entalpia (

\Delta H

) é a medida da quantidade de calor (

Q

) liberada ou absorvida pela reação, à pressão constante (

P

). Ou seja:^[14]

\Delta H=Q

, a

P

constante

Reações exotérmicas e endotérmicas[editar | editar código-fonte]

Ver artigos principais: Reação exotérmica e Reação endotérmica

Reações exotérmicas são as reações que produzem ou liberam calor, como por exemplo a queima de carvão e a combustão da gasolina.^[1] Nelas, a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos, resultando em uma variação negativa de entalpia (

\Delta H<0

). Já as reações endotérmicas são exatamente o oposto, absorvendo calor para poder serem realizadas, como a decomposição de carbonato de cálcio a síntese de óxido nítrico.^[12] Nessas reações, a entalpia dos reagentes é menor que a entalpia dos produtos, resultando em uma variação positiva (

\Delta H>0

).^[2]^[3]^[4]^[5]^[14]

Como exemplo comparativo, a reação que tem como produto H₂O é exotérmica, pois libera calor. Já a reação inversa é endotérmica, porque necessita de calor para que se gerem os produtos:^[15]

{\ce {{H2_{(}g)}+1/2{O2_{(}g)}->{H2O_{(}l)}}}

\quad \Delta H=-286kJ/mol

{\ce {{H2O_{(}l)}->{H2_{(}g)}+1/2{O2_{(}g)}}}

\quad \Delta H=+286kJ/mol

Energia de ativação[editar | editar código-fonte]

A energia de ativação é a menor quantidade de energia necessária que deve ser fornecida aos reagentes para a formação do complexo ativado e para a ocorrência da reação.

Ver também

₂₀Ca⁴⁰ + Radiação ionizante → ₂α⁴ + ₁₈Ar³⁶

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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Ionização é um processo químico mediante ao qual se produzem íons, espécies químicas eletricamente carregadas, pela perda ou ganho de elétrons a partir de átomos ou moléculas neutras. Há várias maneiras pelas quais se podem formar íons. Na ionização de um ácido, por exemplo, a molécula de água é responsável por capturar um hidrogênioque está polarizado positivamente no ácido, formando o íon hidroxônio (H₃O⁺) e um ânion (A^-, sendo A um elemento ou composto presente no ácido).

HA_(aq) + H₂O_(l) → H₃O⁺_(aq) + A^-_(aq)

No que se refere à radiação, há uma forma de ionização produzida pelas radiações ionizantes que transferem muita energia ao átomo atingido deixando-o instável, podendo gerar a fissão nuclear. Esse tipo de ionização é muito perigosa aos seres vivos, pois pode ocasionar mutações genéticas e cancerígenas. O exemplo a seguir é uma equação química que representa a ionização radioativa:

₂₀Ca⁴⁰ + Radiação ionizante → ₂α⁴ + ₁₈Ar³⁶

Pode-se também fornecer energia para o átomo liberar os seus elétrons. Inclui-se aqui a propriedade periódica energia de ionização ou potencial de ionização, que diz quanta energia é necessária para retirar um eletron do átomo.

Atenção: não confundir com dissociação, que é a separação de íons. Com isso a Ionização se satisfaz com o H20

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

= entropia reversível

matriz categorial Graceli.

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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quinta-feira, 28 de março de 2019

I(\nu ,T)={\frac {2h\nu ^{3}}{c^{2}}}{\frac {1}{(e^{\frac {h\nu }{kT}}-1)}}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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sistema de transições de estados, e estados de Graceli,

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\lambda ={c \over \nu }.

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

sistema de dez dimensões de Graceli.

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u(\nu ,T)={4\pi  \over c}I(\nu ,T)={\frac {8\pi h\nu ^{3}}{c^{3}}}~{\frac {1}{(e^{\frac {h\nu }{kT}}-1)}}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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u(\lambda ,T)={8\pi hc \over \lambda ^{5}}{1 \over (e^{\frac {hc}{\lambda kT}}-1)}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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E={h\nu }

.
x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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A Lei de Planck para radiação de corpo negro exprime a radiância espectral em função do comprimento de onda e da temperatura do corpo negro.

I(\nu ,T)={\frac {2h\nu ^{3}}{c^{2}}}{\frac {1}{(e^{\frac {h\nu }{kT}}-1)}}

A tabela seguinte descreve as variáveis e unidades utilizadas:

Variável	Descrição	Unidade
$I\,$	radiância espectral	J•s⁻¹•m⁻²•sr⁻¹•Hz⁻¹
$\nu \,$	frequência	hertz
$T\,$	temperatura do corpo negro	kelvin
$h\,$	constante de Planck	joule / hertz
$c\,$	velocidade da luz no vácuo	metros / segundo
$e \,$	número de Euler	sem dimensão
$k\,$	constante de Boltzmann	joule / kelvin

O comprimento de onda está relacionado a frequência como (supondo propagação de uma onda no vácuo):

\lambda ={c \over \nu }.

Pode-se escrever a Lei de Planck em termos de energia espectral:

u(\nu ,T)={4\pi  \over c}I(\nu ,T)={\frac {8\pi h\nu ^{3}}{c^{3}}}~{\frac {1}{(e^{\frac {h\nu }{kT}}-1)}}

A energia espectral também pode ser expressa como função do comprimento de onda:

u(\lambda ,T)={8\pi hc \over \lambda ^{5}}{1 \over (e^{\frac {hc}{\lambda kT}}-1)}

Max Planck produziu esta lei em 1900 e a publicou em 1901, na tentativa de melhorar a expressão proposta por Wilhelm Wien que adequou dados experimentais para comprimentos de onda curtos desviados para comprimentos de onda maiores. Ele estabeleceu que a Lei de Planck adequava-se para todos os comprimentos de onda extraordinariamente bem. Ao deduzir esta lei, ele considerou a possibilidade da distribuição de energia eletromagnética sobre os diferentes modos de oscilação de carga na matéria. A Lei de Planck nasceu quando ele assumiu que a energia destas oscilações foi limitada para múltiplos inteiros da energia fundamental E, proporcional à freqüência de oscilação

\nu

^[1]:

E={h\nu }

Planck assumiu a essa quantização, cinco anos depois de Albert Einstein ter sugerido a existência de fótons como um meio de explicar o efeito fotoelétrico. Planck acreditava que a quantização aplicava-se apenas a pequenas oscilações em paredes com cavidades (que hoje conhecemos como átomos), e não assumindo as propriedades de propagação da Luz em pacotes discretos de energia. Além disto, Planck não atribuiu nenhum significado físico a esta suposição, mas não acreditava que fosse apenas um resultado matemático que possibilitou uma expressão para o espectro emitido pelo corpo negro a partir de dados experimentais dos comprimentos de onda. Com isto Planck pôde resolver o problema da catástrofe do ultravioleta encontrada por Rayleigh e Jeans que fazia a radiança tender ao infinito quando o comprimento de onda aproximava-se de zero, o que experimentalmente não é observado. É importante observar também que para a região do visível a fórmula de Planck pode ser aplicada pela aproximação de Wien e da mesma forma para temperaturas maiores e maiores comprimentos de onda podemos ter também a aproximação dada por Rayleigh e Jeans.

teoria da relatividade categorial Graceli

ENERGIA, MASSA, FENÔMENOS, ESPAÇO, TEMPO, INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES, CONDUTIVIDADE, EMISSÕES, ABSORÇÕES, DIFRAÇÃO, MOMENTUM.

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

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Sistema decadimensional Graceli.

1]Espaço cósmico.

2]Tempo cósmico e quântico.

3]Estruturas.

4]Energias.

5]Fenômenos.

6]Potenciais., e potenciais de campos, de energias, de transições de estruturas e estados físicos, quãntico, e estados de fenômenos e estados de transições, transformações e decaimentos.

7]Transições de fases de estados físicos [amorfos e cristalinos] e estados de energias e fenômenos de Graceli.

9] especificidade térmica, de outras energias, e fenômenos das estruturas, e transições de fases.

10] especificidade de tempo de ações em processos físicos e quântico.

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quarta-feira, 27 de março de 2019

S_{BH}={\frac {kA}{4l_{\mathrm {P} }^{2}}}

x
Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x

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Em física, termodinâmica do buraco negro é a área de estudo que procura reconciliar as leis da termodinâmica com a existência dos horizontes dos eventos de buracos negros. Muito do estudo da mecânica estatística de radição de corpo negro levou ao advento da teoria da mecânica quântica, o esforço para entender-se a mecânica estatística dos buracos negros tem tido um profundo impacto sobre o entendimento da gravidade quântica, levando a formulação do princípio holográfico.

Entropia de buraco negro[editar | editar código-fonte]

Entropia de buraco negro é a entropia adquirida por um buraco negro.

Se buracos negros não possuíssem entropia, seria possível violar a segunda lei da termodinâmica jogando massa dentro de um buraco negro. A única maneira de satisfazer a segunda lei é admitir que os buracos negros possuem entropia, cujo aumento mais do que compensa a diminuição da entropia carregada pelo objeto que foi engolido.

A partir dos teoremas provados por Stephen Hawking, Jacob Bekenstein conjecturou que a entropia de buraco negro era proporcional à área de seu horizonte de eventosdividida pela área de Planck. Depois, Stephen Hawking mostrou que os buracos negros emitem radiação Hawking térmica correspondente a uma certa temperatura (temperatura de Hawking). Usando a relação termodinâmica entre energia, temperatura e entropia, Hawking foi capaz de confirmar a conjectura de Bekenstein e fixar a constante de proporcionalidade em 1/4:

S_{BH}={\frac {kA}{4l_{\mathrm {P} }^{2}}}

onde k é a constante de Boltzmann, e

l_{\mathrm {P} }={\sqrt {G\hbar /c^{3}}}

é o comprimento de Planck. A entropia de buraco negro é proporcional a sua área

A

O fato que a entropia de buraco negro é também a máxima entropia que pode ser inserida dentro de um volume fixo foi a principal observação que conduziu ao princípio holográfico.

O subscrito BH está tanto para o inglês "black hole" (buraco negro) como para "Bekenstein-Hawking".

Gravitação quântica em loop, vista como a principal competidora da teoria das cordas, também oferece um cálculo, levemente mais heurístico, da entropia de buraco negro. Este cálculo confirma que a entropia é proporcional a área de superfície, com a contante proporcionalmente dependente de somente um parâmetro na GQL, o parâmetro Immirzi.