O que são propriedades termodinâmicas?
Na ciência, propriedades termodinâmicas são características usadas para descrever um sistema físico. Eles se referem a qualidades como calor, pressão e temperatura, que afetam fenômenos da atmosfera da Terra até as taxas nas quais ocorrem reações químicas. A troca de calor entre objetos ocorre em quase todo o mundo natural e é muito importante para a função da tecnologia moderna. As propriedades termodinâmicas medem os vários fatores que influenciam esse processo entre dois ou mais objetos. Os engenheiros os utilizam para projetar máquinas melhores e mais eficientes.
As propriedades termodinâmicas se referem aos parâmetros pelos quais cientistas e engenheiros analisam uma região específica, chamada sistema físico, como um motor ou um objeto natural. Permanecendo constante em todo o sistema, coisas como temperatura e pressão fornecem informações sobre como algo usa energia e executa o trabalho. Essas propriedades são usadas para determinar questões como quanto trabalho uma determinada máquina pode executar ou a quantidade de energia necessária para acelerar uma reação química na indústria. Eles podem ser usados para categorizar um sistema como aberto ou fechado, conforme a matéria e a energia possam fluir para dentro e para fora dele.
O calor que deve ser colocado em um sistema e o trabalho que deve ser feito para aumentar sua energia interna são propriedades termodinâmicas. A energia pode ser transferida pelo calor entre objetos de diferentes temperaturas. A transferência espontânea de calor ocorre quando o calor se move de um corpo com uma temperatura mais alta em direção a um objeto mais frio, enquanto o movimento reverso requer trabalho a ser feito. Energia livre é a medida de quanto da energia de um sistema termodinâmico pode ser usada para fazer o trabalho, enquanto a entropia mede a quantidade de energia perdida, desperdiçada ou não utilizada.
A temperatura termodinâmica é uma propriedade importante porque permite que cientistas e engenheiros calculem a temperatura absoluta de um objeto. É uma medida da perda e absorção de calor de um sistema, que juntas representam a troca de energia que ocorre nele. Como a termodinâmica é um ramo da ciência preocupada com a troca e a conversão de energia, essa propriedade é essencial para descrever o estado de um sistema. Dizem que propriedades como a temperatura são intensivas porque são independentes do tamanho de um determinado sistema, diferentemente do volume ou da pressão, que variam com o tamanho do objeto.
Engenheiros e químicos usam propriedades termodinâmicas para construir motores e planejar reações químicas que maximizam o uso eficiente da energia térmica. Os princípios termodinâmicos foram descobertos em parte durante a Revolução Industrial, durante a busca de fabricar máquinas mais eficientes, particularmente as de fábricas de tecidos movidas a vapor. Essa ênfase inicial no uso científico aplicado das propriedades termodinâmicas levou a muitas descobertas práticas. Um exemplo do valor prático dessas informações é encontrado no design de trocadores de calor, como radiadores de automóveis, que mediam a transferência de energia térmica de um objeto para outro.