TERMODINÂMICA
Encontro 5: Como a energia
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Como a fusão termonuclear produz energia no interior do Sol?
• Qual o mecanismo que possibilita o transporte desta energia até a Terra?
CALOR
O QUE É ENERGIA?
• Uma quantidade numérica calculada em material;
• Não pode ser criada;
• Pode transformar-se, modificando a situação ou estado de objetos.
O QUE É ENERGIA?
• É classificada em:
O QUE É ENERGIA?
• Potencial – armazenada quando deformamos objetos (elástica) ou deslocando objetos e campos (gravitacional)
O QUE É ENERGIA?
• Para compreender qual a relação entre energia e a temperatura de um objeto, vamos usar como exemplo um velho conhecido nosso!!!!
O QUE É CALOR?
• Retomaremos o exemplo da festa para compreendermos o que é calor.
O QUE É CALOR?
• Numa festa, as pessoas ficam animadas por diferentes causas. O dinheiro é uma delas.
• Quanto mais dinheiro uma pessoa possui, mais alegre ela estará, logo, ficará mais agitada.
O QUE É CALOR?
• Logo, para modificar o estado de uma festa, deixando as pessoas mais agitadas, fornecemos dinheiro às pessoas que estão nelas.
O QUE É CALOR?
• Ou então, para deixar as pessoas menos agitadas, retiramos dinheiro delas.
O QUE É CALOR?
• Podemos fazer uma comparação com os átomos/moléculas de materiais/substâncias.
• Conforme fornecemos ou retiramos energia, modificamos suas agitações e consequentemente a temperatura de materiais/substâncias.
O QUE É CALOR?
Calor é a transferência de energia, mas em que condições ela ocorre?
O QUE É CALOR?
Etapa 1
• A turma deve se dividir em 2 grupos.
• Cada grupo representa um objeto
• Cada aluno representa um constituinte.
O QUE É CALOR?
• Cada aluno receberá diferentes valores de dinheiro fictício J$ (JOULE)
O QUE É CALOR?
Qual a forma de energia que os grupos possuem?
ENERGIA TÉRMICA
Etapa 2
• Os grupos irão somar o total de dinheiro (energia cinética) que possuem.
TEMPERATURA
Etapa 3
• Cada grupo calculará o valor médio de energia que possui.
• Valor médio = Valor total de dinheiro (Energia térmica) .
TEMPERATURA
Qual dos grupos possui maior temperatura (valor médio de energia)?
TEMPERATURA
Etapa 4
• Os componentes trocarão dinheiro (energia) entre si nos grupos.
• Isto modifica a temperatura e a energia dos
EQUILÍBRIO TÉRMICO
Etapa 5
• Os grupos formação um único grupo trocando dinheiro (energia) entre si.
• Calcularão o valor médio de dinheiro (energia) do novo grupo.
EQUILÍBRIO TÉRMICO
• O que significa um único valor médio para
todos os grupos?
• O que este valor significa quando comparado
CALOR
Etapa 6
• Os grupos irão se separa e calcular novamente o valor total de dinheiro (energia térmica).
CALOR
• Comparando com os valores de antes, o que
aconteceu com a energia térmica de cada grupo?
CALOR
• Comparando valores verificamos que um grupo perdeu exatamente a energia que o outro grupo ganhou.
O que possibilitou a transferência de um grupo para outro?
CALOR
É a transferência de energia entre dois sistemas com diferentes temperaturas
CALOR
• Representamos calor com a letra Q
• Um objeto quando aumenta a temperatura é porque ganhou energia térmica (Q é positivo) • Um objeto quando diminui a temperatura é
CALOR
• Quando sistemas isolados interagem entre si, eles trocam energia.
• A quantidade de energia térmica que um objeto cedeu (-Q) é igual a quantidade de energia térmica que o outro ganhou (+Q)
CONDUÇÃO
A
B
EQUILÍBRIO TÉRMICO TA=TB=55°C Perdeu energia - Q Ganhou energia + Q TA = 70°C ENERGIA TB = 30°CPROCESSOS DE TROCA
DE ENERGIA TÉRMICA (CALOR)
• EXPERIMENTO 1 - Condução
CONDUÇÃO
• Ocorre quando há transferência de energia pela agitação dos átomos;
• Ela ocorre pelo contato direto;
CONDUÇÃO
• Condutores térmicos - permitem a troca de energia (Calor) mais facilmente.
CONDUÇÃO
• Isolante térmicos – não permitem a troca de energia (Calor) mais facilmente.
CONVECÇÃO
A
B
TA = 70°C ENERGIA TB = 30°C Perdeu energia - Q Ganhou energia + QPROCESSOS DE TROCA DE ENERGIA
TÉRMICA (CALOR)
CONVECÇÃO
• Ocorre quando há modificação da densidade através da transmissão de calor;
• Ela ocorre somente entre líquidos e gases; • Há transporte de matéria;
CONVECÇÃO
RADIAÇÃO
A
B
TA = 70°C ENERGIA TB = 30°C Perdeu energia - Q Ganhou energia + QRADIAÇÃO
• Ocorre pela transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas;
GARRAFA TÉRMICA
• A garrafa térmica busca evita as três forma transfererência de energia (calor)
COMO A ENERGIA PRODUZIDA
PELO SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• A geração de energia das estrelas ocorre no seu núcleo através da fusão nuclear.
• A fusão termonuclear é fusão de dois núcleos atômicos, formando outro elemento.
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Particularmente no interior das estrelas ocorre a fusão do hidrogênio em hélio.
• Para que possamos realizar esta fusão são utilizados 6 átomos conforme figura abaixo.
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Nos passos 1 e 2, verificamos que cada vez que ocorre a fusão de dois núcleos, é liberado um radiação gama, responsável
por aquecer o interior do Sol.
https://www.youtube.com/watch?v=ZEiJLhtkfGM
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Na zona radiativa a radiação gama realiza sucessivas interações com os outros núcleos atômicos, transferindo parte de sua energia para eles.
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• No Sol, o tempo para que esta radiação saia do núcleo e atinja sua superfície é de 170 mil anos.
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Ao redor da zona radiativa temos a zona convectiva.
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SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Os gases desta região são aquecidos, ficando mais leve (diminuem a densidade).
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SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Na fotosfera, os gases emitiram radiação e diminuíram sua temperatura ao emitirem radiação eletromagnética ficam pesados (aumentam a densidade).
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SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• Esta diferença de densidade resulta numa zona
convectiva, ou seja, os gases trocam energia com o
núcleo através do processo de convecção.
COMO A ENERGIA PRODUZIDA PELO
SOL CHEGA ATÉ A TERRA?
• A radiação eletromagnética é emitida para o espaço, sendo que parte dela atinge a nossa superfície.
http://blog-superinteressante.blogspot.com.br/2011/01/qual-distancia-entre-o-sol-e-terra.html