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O trabalho depende da maneira como o processo ocorre. Por exemplo, representa a energia necessária para aplicar uma força específica e mover um corpo ao longo de uma certa distância, ou a pressão que deve ser mantida sobre um gás para permitir que ele se expanda por um volume específico.

>Modelo

ID:(1470, 0)

Iframe

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Na termodinâmica, o trabalho é a energia transferida para ou de um sistema através de uma força que atua ao longo de uma distância. Isso pode ocorrer de várias formas, como o trabalho mecânico, onde um gás em um cilindro com um pistão se expande e move o pistão, ou o trabalho elétrico, que envolve a transferência de energia por meio de forças elétricas. O conceito de trabalho é crucial para entender as trocas de energia e os processos. Ele é representado matematicamente, frequentemente envolvendo mudanças de pressão e volume no sistema. Segundo a primeira lei da termodinâmica, a mudança na energia interna de um sistema é igual ao calor adicionado ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema em seus arredores. O trabalho é essencial em vários processos, incluindo processos isotérmicos, adiabáticos, isobáricos e isocóricos, e é fundamental em aplicações como motores térmicos e refrigeradores, onde desempenha um papel-chave na conversão de calor em trabalho ou na utilização do trabalho para transferir calor.

ID:(15247, 0)

Descrição

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A conversão de trabalho em energia é estudada através da geração de calor por meio do atrito. Para isso, envolve-se uma faixa metálica ao redor de um cilindro que contém água e um termômetro. Ao girar a manivela, o atrito gera calor, levando ao aquecimento da água. Se medirmos a força aplicada, o número de voltas realizadas e o raio do cilindro, é possível estimar a distância percorrida, o que nos permite estimar a energia como o produto da força pela distância.

ID:(1884, 0)

Descrição

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Consideremos um gás em um cilindro onde um pistão pode se deslocar. Se o pistão for movido, é possível reduzir o volume, comprimindo o gás. Para realizar essa compressão, é necessária uma energia que é igual à força exercida pelo gás multiplicada pela distância percorrida pelo pistão. Essa energia também pode ser representada em função da pressão, já que a pressão é definida pela força e pela área do pistão.

O trabalho pode ser realizado pelo sistema (compressão) ou pelo sistema sobre o meio externo (expansão).

Uma vez que la força mecânica ($F$) dividido por la seção ($S$) é igual a la pressão ($p$):

e la variação de volume ($dV$) com o distância percorrida ($dx$) é igual a:

A equação para o diferencial de trabalho impreciso ($\delta W$) pode ser expressa como:

Portanto, ela pode ser escrita como:

ID:(11126, 0)

Descrição

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Ao movimentar-se dentro do cilindro, o pistão atua como uma raquete de tênis, conferindo energia cinética às moléculas e aumentando sua velocidade. À medida que essas moléculas adquirem maior velocidade, elas transferem um impulso maior às paredes, resultando em um aumento de pressão.

ID:(11127, 0)

Descrição

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No caso de um líquido ou sólido, uma força externa desloca as partículas do material, o que afeta a energia potencial das ligações entre elas. Isso pode ser imaginado como pequenas molas sendo comprimidas, aumentando assim sua energia potencial.

ID:(11128, 0)

Top

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Parâmetros

Variáveis

$\delta W$

dW

Diferencial de trabalho impreciso

J

$dx$

dx

Distância percorrida

m

$F$

F

Força mecânica

N

$p$

p

Pressão

Pa

$dV$

dV

Variação de volume

m^3

Cálculos

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estratégia
• 2D
• 3D

Equação

Equação

Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

---

Cálculos

Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

Cálculos

Símbolo

Equação

Resolvido

Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado

Equações

ID:(15306, 0)

Equação

>Top, >Modelo

A relação entre o trabalho e as nossas ações está ligada à dependência de o diferencial de trabalho impreciso ($\delta W$) em relação à distância percorrida. Se considerarmos uma força mecânica ($F$) para mover um objeto ao longo de um distância percorrida ($dx$), a energia necessária pode ser expressa da seguinte forma:

$\delta W = F dx$

Condições

Variáveis

$\delta W$

Diferencial de trabalho impreciso

$J$

5221

$dx$

Distância percorrida

$m$

10194

$F$

Força mecânica

$N$

10193

Relação

A notação $\delta W$ é usada para indicar a variação do trabalho, ao contrário de $dW$, que nos lembra que o seu valor depende do processo de variação do comprimento $dx$. Um exemplo disso ocorreria se o deslocamento ocorresse em um gás e uma mudança nele ocorresse, nesse caso:

$\delta W < Fdx$

ID:(3202, 0)

Equação

>Top, >Modelo

O diferencial de trabalho impreciso ($\delta W$) é igual a la pressão ($p$) multiplicado por la variação de volume ($dV$):

$\delta W = p dV$

Condições

Variáveis

$\delta W$

Diferencial de trabalho impreciso

$J$

5221

$p$

Pressão

$Pa$

5224

$dV$

Variação de volume

$m^3$

5223

Relação

Desenvolvimento

Uma vez que la força mecânica ($F$) dividido por la seção ($S$) é igual a la pressão ($p$):

$p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$

e la variação de volume ($dV$) com o distância percorrida ($dx$) é igual a:

$\Delta V = S \Delta s$

A equação para o diferencial de trabalho impreciso ($\delta W$) pode ser expressa como:

$\delta W = F dx$

Portanto, ela pode ser escrita como:

$\delta W = p dV$

ID:(3468, 0)

Equação

>Top, >Modelo

O trabalho eficaz ($W$) é igual à integral de la pressão ($p$) em relação a o volume ($V$) de $V_1$ a $V_2$. Isso representa o trabalho realizado pela máquina, que pode ser expresso como:

$W = \displaystyle\int_{V_1}^{V_2}p\,dV$

Condições

Variáveis

Relação

ID:(10253, 0)

0

Video

Vídeo: Trabalho