Propriedades dos materiais
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As constantes dos materiais, quer se trate de gases, líquidos ou sólidos, geralmente representam as relações entre diversas variáveis. Neste contexto, as constantes dos materiais correspondem às inclinações em diferentes combinações de variáveis.
ID:(786, 0)
Propriedades dos materiais
Conceito
As propriedades dos materiais geralmente descrevem como várias variáveis se alteram entre si. As principais variáveis que caracterizam o estado de um gás, líquido e sólido são:
• la pressão ($p$)
• la temperatura absoluta ($T$)
• o volume ($V$)
• la entropia ($S$)
As duas primeiras são variáveis intensivas, o que significa que não dependem do tamanho do sistema. Portanto, qualquer variação será simplesmente igual a:
• la variação de pressão ($dp$)
• la variação de temperatura ($dT$)
No caso das variáveis extensivas, há uma dependência do tamanho do sistema. Portanto, neste caso, a variável deve ser normalizada dividindo-a pelo tamanho do sistema:
• la variação de volume ($dV$) dividido por o volume ($V$)
• la variação de entropia ($dS$) dividido por la entropia ($S$)
Uma vez que o número de variáveis é fixo, existem apenas um número limitado de alternativas e, portanto, de constantes.
ID:(589, 0)
Modelo
Top
Parâmetros
Variáveis
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Equações
$ c ^2=\left(\displaystyle\frac{ \partial p }{ \partial \rho }\right)_ S $
c ^2= dp / drho
$ C_p - C_V = n R $
C_p - C_V = n R
$ C_p = T DS_{T,p} $
C_p = T * @DIFF( S , T , 1 , p )
$ C_V = T DS_{T,V} $
C_V = T * @DIFF( S , T )
$ k_p =-\displaystyle\frac{ DV_{p,T} }{ V }$
k_p =- DV_pT / V
$ k_T =\displaystyle\frac{ DV_{T,p} }{ V }$
k_T = DV_Tp / V
ID:(15330, 0)
Capacidade de calor de pressão constante
Equação
A capacidade térmica é definida como a variação de temperatura em relação ao calor fornecido ou retirado. Pode ser expressa pela equação:
$\delta Q = C_p dT = T dS$
Essa equação é um diferencial inexato, pois depende da forma como o calor é fornecido ou retirado. Em particular, ao considerarmos um processo a pressão constante, definimos a capacidade térmica a pressão constante.
Em outras palavras:
$ C_p = T DS_{T,p} $ |
onde $C_p$ é a capacidade térmica a pressão constante.
ID:(3604, 0)
Capacidade de calor de volume constante
Equação
A capacidade térmica é definida como a variação de temperatura em relação ao calor fornecido ou removido. Ela pode ser expressa pela equação:
$\delta Q = C dT = T dS$
Essa equação representa um diferencial inexato, uma vez que depende da forma como o calor é fornecido ou retirado. Em particular, quando consideramos um processo realizado a volume constante, definimos a capacidade térmica a pressão constante.
Em outras palavras:
$ C_V = T DS_{T,V} $ |
Aqui, $C_V$ representa a capacidade térmica a volume constante.
ID:(3603, 0)
Razão de Mayer para capacidade calórica
Equação
A relação de Mayer estabelece que as capacidades térmicas de um gás a pressão e volume constantes estão relacionadas pela constante universal dos gases e pelo número de moles, de acordo com a seguinte expressão:
$ C_p - C_V = n R $ |
Aqui, $C_P$ representa a capacidade térmica a pressão constante, $C_V$ representa a capacidade térmica a volume constante, $n$ é o número de moles e $R$ é a constante universal dos gases.
ID:(11151, 0)
Coeficiente de compressibilidade isotérmica
Equação
A compressão é definida com da seguinte forma:
Quando a notação é utilizada, o coeficiente de compressibilidade é definido como:
O próprio coeficiente de compressibilidade é definido através de da seguinte forma:
$ k_p =-\displaystyle\frac{ DV_{p,T} }{ V }$ |
ID:(3606, 0)
Coeficiente de dilatação térmica
Equação
A dilatação térmica é definida usando da seguinte forma:
Quando a notação é utilizada, o coeficiente de expansão térmica é definido como:
O próprio coeficiente de expansão térmica é definido através de como:
$ k_T =\displaystyle\frac{ DV_{T,p} }{ V }$ |
ID:(3605, 0)
Velocidade do som como derivada da pressão
Equação
O som é uma oscilação da densidade que se propaga e está associada a uma correspondente variação na pressão. Portanto, a velocidade do som ao quadrado ($m^2/s^2$) pode ser definida como a relação entre a variação de pressão ($Pa = kg/m s^2$) e a densidade ($kg/m^3$). Devido ao curto período de tempo em que isso ocorre, assume-se uma variação a entropia constante. Assim, podemos expressá-lo usando da seguinte forma:
$ c ^2=\left(\displaystyle\frac{ \partial p }{ \partial \rho }\right)_ S $ |
ID:(3607, 0)