O que significa dizer que um sistema está em equilíbrio termodinâmico?

Perguntado por: egalvao7 . Última atualização: 20 de maio de 2023
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Um sistema está num estado de equilíbrio termodinâmico se está, simultaneamente, em equilíbrio mecânico (sua pressão é constante), térmico (sua temperatura é constante) e químico (sua composição química é constante).

Em um sistema aberto definimos o equilíbrio termodinâmico quando este sistema encontra-se simultaneamente em equilíbrio térmico, equilíbrio mecânico e equilíbrio químico.

O equilíbrio térmico tem um papel fundamental na vida terrestre. Sem a presença dos gases estufa na atmosfera terrestre, grande parte da radiação térmica do planeta o deixaria, propagando-se para o espaço.

EQUILÍBRIO TÉRMICO, TAMBÉM CHAMADO DE EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO, É A SITUAÇÃO NA QUAL DOIS OU MAIS CORPOS PASSAM A APRESENTAR A MESMA TEMPERATURA APÓS A TRANSFERÊNCIA DE CALOR.

A relação é que para funcionar, uma máquina térmica precisa estar fora do equilíbrio termodinâmico.

Existem três tipos de sistemas na termodinâmica: aberto, fechado e isolado. Um sistema aberto pode trocar tanto energia quanto matéria com o meio. O exemplo do fogão dado anteriormente seria um sistema aberto, pois o calor e o vapor d'água podem ser perdidos para o ar.

Processo termodinâmico
Definimos equilíbrio termodinâmico quando não mais acontecem mudanças na função de estado, ou seja, não há mais troca de calor. As principais possíveis mudanças que podem ocorrer são de três maneiras : mecânica, química e térmica.

A Termodinâmica estuda a troca de matéria e a troca de energia pelo trabalho e pelo calor entre sistemas ou entre um sistema e sua vizinhança. Trabalha com os estados de equilíbrio e com as propriedades macroscópicas que caracterizam os sistemas.

Os equilíbrios térmico, mecânico e químico são fatores que contribuem para o equilíbrio termodinâmico.

O equilíbrio térmico tem um papel fundamental na vida terrestre. Sem a presença dos gases estufa na atmosfera terrestre, grande parte da radiação térmica do planeta o deixaria, propagando-se para o espaço.

Gibbs formulou os critérios para equilíbrio termodinâmico em dois caminhos alternativos: um em que dizia que a variação da entropia de um sistema isolado em equilíbrio sem alteração de sua energia deve ser nula ou negativa, e outra forma em que troca as palavras entropia, energia e negativa por energia, entropia e ...

Sistema aberto – trocas de energia e de matéria. Sistema fechado – trocas de energia, apenas. Sistema termicamente isolado – não há trocas de energia nem de matéria. Se houvesse equilíbrio termodinâmico entre os seres vivos e o ambiente, não seria possível a manutenção da vida no planeta Terra.

Sua aplicação vai desde as máquinas térmicas à meteorologia, com a medição de pressão e temperatura, umidade relativa do ar. Ou seja, existem inúmeros instrumentos que permitem medir as características variáveis dos gases, como os hidrômetros, que conferem a umidade relativa do ar e o barômetro, que afere a pressão.

Significado de Equilíbrio
Força que age de maneira igual entre duas ou mais coisas (ou pessoas). Cujas quantidades se apresentam de modo igual: existe equilíbrio entre os lucros e os gastos. [Figurado] Propriedade ou estado aquilo que permanece estável (constante); estabilidade: equilíbrio de oportunidades de trabalho.

A relação entre o equilíbrio termodinâmico e funcionamento de uma máquina térmica está que o equilíbrio ao transferir energia em forma de calor entre as temperaturas podem ser utilizada para o funcionamento de uma máquina térmica, como feito por Carnot em sua máquina (máquina de Carnot).

A lei zero da Termodinâmica diz que se dois corpos que apresentam a mesma temperatura, estão em contato com um terceiro corpo, então todos terão a mesma temperatura e não haverá troca de calor entre eles, caracterizando o equilíbrio térmico.

O corpo humano troca calor com o ambiente através de três processos básicos: condução, irra- diação e transpiração. Este último processo cons- titui a ferramenta básica do organismo para a manutenção de uma temperatura corporal aproximadamente constante.

Para que o conceito de termodinâmica seja compreendido, antes se faz necessário que alguns elementos que estão persentes no processo de termodinâmica (e quais se relacionam) sejam entendidos, sendo eles: temperatura, calor e energia.

Existem quatro Leis da Termodinâmica: Lei Zero (associada ao conceito de temperatura), Primeira Lei (relacionada ao conceito de energia), Segunda Lei (associada ao conceito de entropia) e a Terceira Lei (relacionada ao limite constante da entropia quando a temperatura Kelvin se aproxima de zero).

Em um sistema fechado, o gás ideal pressupõe um comportamento que envolve as seguintes grandezas físicas: pressão, volume e temperatura. Essas variáveis definem o estado termodinâmico de um gás.

A primeira lei da termodinâmica aplica o princípio de conservação de energia a sistemas em que a transferência de energia para dentro e para fora do sistema se dá pela transferência de calor e pela realização de trabalho.