A Ciência das Etapas da Matéria
5 May, 2023
Para entender o funcionamento do ar comprimido, uma introdução básica à física é útil, incluindo os 4 estágios da matéria.
Medição de pressão, temperatura e capacidade térmica
Depois de aprender sobre o básico da física aqui, pode querer saber mais sobre as unidades físicas usadas para medir diferentes aspetos da matéria. Isto pode ser muito útil quando se trata de ar comprimido. Neste artigo, explicaremos os princípios básicos da medição de pressão, temperatura e capacidade térmica.
O que é a pressão e como a medimos?
A força sobre uma área de centímetro quadrado de uma coluna de ar, que vai do nível do mar até à extremidade da atmosfera, é de cerca de 10.13 N. Por conseguinte, a pressão atmosférica absoluta ao nível do mar é de aproximadamente 10.13 x 104 N por metro quadrado, Que é igual a 10.13 x 104 Pa (Pascal, a unidade SI para pressão). Expressa noutra unidade frequentemente utilizada: 1 bar 1 x 105 Pa. Quanto mais alto estiver acima (ou abaixo) do nível do mar, mais baixa (ou mais alta) será a pressão atmosférica.
Como medimos a temperatura?
A temperatura de um gás é mais difícil de definir claramente. A temperatura é uma medida da energia cinética em moléculas. As moléculas movem-se mais rapidamente quanto mais alta for a temperatura e o movimento termina completamente a uma temperatura de zero absoluto. A escala de Kelvin (K) baseia-se neste fenómeno, mas de outra forma é graduada da mesma forma que a escala centígrada ou Celsius (C):T 273.2T - temperatura absoluta (K)- t - temperatura centígrada (c)
Como é medida a capacidade térmica?
O calor é uma forma de energia, representada pela energia cinética das moléculas desordenadas de uma substância. A capacidade térmica (também denominada capacidade térmica) de um objeto refere-se à quantidade de calor necessária para produzir uma alteração unitária da temperatura (1K), e é expressa em J/K. O calor específico ou a capacidade térmica específica de uma substância são mais utilizados e referem-se à quantidade de calor necessária para produzir uma alteração unitária da temperatura (1K) numa massa unitária de substância (1 kg).cp: Calor específico a pressão constante CV: Calor específico a volume constante Cp: Calor específico molar a pressão constante CV: Calor específico molar a volume constante O calor específico a pressão constante é sempre superior ao calor específico a volume constante. O calor específico de uma substância não é constante, mas aumenta, em geral, à medida que a temperatura sobe. Para fins práticos, pode ser utilizado um valor médio. Para líquidos e substâncias sólidas cp ≈ CV ≈ c. Para aquecer um fluxo de massa (m) da temperatura t1 a t2, será necessário: P: M x c x (T2-T1)P: Potência térmica (W)m: Fluxo de massa (kg/s)c: Calor específico (J/kg x K)T: Temperatura (K)
A explicação sobre o motivo pelo qual o cp é maior que o CV é o trabalho de expansão que o gás a uma pressão constante deve realizar. A relação entre cp e CV é chamada de expoente isentrópico ou expoente adiabático, К, e é uma função do número de átomos nas moléculas da substância.
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