termodinâmico

A termodinâmica é um ramo da física e da engenharia que estuda a energia em estados de equilíbrio, bem como a conversão entre calor, trabalho e outras formas de energia em sistemas. O adjetivo termodinâmico descreve tudo relacionado à termodinâmica, como processos, dispositivos e grandezas. O campo surgiu no século XIX, com contribuições de Sadi Carnot, Rudolf Clausius e James Joule, entre outros, na busca por compreender o desempenho de máquinas térmicas e as limitações impostas pela segunda lei.

Conceitos básicos: um sistema é uma porção definida do universo, cujo estado é descrito por propriedades chamadas grandezas de estado (energia interna U, entalpia H, entropia S, energia livre G). Grandezas de estado dependem apenas do estado atual, não do caminho. Calor Q e trabalho W são grandezas de caminho. Em muitos casos, para gases ideais, a lei de estado PV = nRT descreve o comportamento.

Leis fundamentais: Lei Zero da Termodinâmica define temperatura por meio do equilíbrio térmico. Primeira Lei, a conservação de energia, expressa ΔU = Q - W, com W o trabalho realizado pelo sistema. Segunda Lei afirma que, para qualquer processo espontâneo, a entropia total do universo não diminui; a eficiência de máquinas térmicas é limitada pelo ciclo de Carnot, η ≤ 1 - Tc/Th. Terceira Lei afirma que a entropia de um cristal perfeito tende a zero à temperatura absoluta (0 K).

Aplicações e áreas: a termodinâmica orienta o desempenho de motores de combustão, turbinas, refrigeradores e ciclos de potência, bem como reações químicas e processos de transferência de calor. Em engenharia, física e química, fornece ferramentas para analisar equilíbrio, mudanças de estado, eficiência energética e otimização de sistemas.