Sample records for thermodynamics
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Termodinâmica estatística de líquidos com o método de Monte Carlo. I. Metodologia/ Statistical thermodynamics of liquids using the Monte Carlo method. I. Methodology

Barlette, Vania Elisabeth; Freitas, Luiz Carlos Gomide
1999-04-01

Resumo em inglês Statistical mechanics Monte Carlo simulation is reviewed as a formalism to study thermodynamic properties of liquids. Considering the importance of free energy changes in chemical processes, the thermodynamic perturbation theory implemented in the Monte Carlo method is discussed. The representation of molecular interaction by the Lennard-Jones and Coulomb potential functions is also discussed. Charges derived from quantum molecular electrostatic potential are also discuss (mais) ed as an useful methodology to generate an adequate set of partial charges to be used in liquid simulation.

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Termodinâmica estatística de líquidos com o método de Monte Carlo. II. O líquido clorofórmio/ Statistical thermodynamics of liquids using the Monte Carlo method. II. Liquid chloroform

Barlette, Vania Elisabeth; Freitas, Luiz Carlos Gomide
1999-07-01

Resumo em inglês Thermodynamic properties and radial distribution functions for liquid chloroform were calculated using the Monte Carlo method implemented with Metropolis algorithm in the NpT ensemble at 298 K and 1 atm. A five site model was developed to represent the chloroform molecules. A force field composed by Lennard-Jones and Coulomb potential functions was used to calculate the intermolecular energy. The partial charges needed to represent the Coulombic interactions were obtained (mais) from quantum chemical ab initio calculations. The Lennard-Jones parameters were adjusted to reproduce experimental values for density and enthalpy of vaporization for pure liquid. All thermodynamic results are in excelent agreement with experimental data. The correlation functions calculated are in good accordance with theoretical results avaliable in the literature. The free energy for solvating one chloroform molecule into its own liquid at 298 K and 1 atm was computed as an additional test of the potential model. The result obtained compares well with the experimental value. The medium effects on cis/trans convertion of a hypotetical solute in water TIP4P and chloroform solvents were also accomplished. The results obtained from this investigation are in agreement with estimates of the continuous theory of solvation.

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ANÁLISE TERMODINÂMICA DA DESTERPENAÇÃO DO ÓLEO DA CASCA DE LARANJA COM CO2 SUPERCRÍTICO A PARTIR DE UMA MISTURA SINTÉTICA

VIEIRA DE MELO, Silvio A.B.; ULLER, Angela M.C.; PESSOA, Fernando L.P.
1997-12-01

Resumo em português O projeto do processo de desterpenação do óleo da casca de laranja com CO2 supercrítico exige o bom conhecimento do comportamento de fases da mistura envolvida. Neste trabalho, faz-se uma análise termodinâmica preliminar desse processo, calculando-se a seletividade a partir da modelagem do equilíbrio líquido-vapor (ELV) para o sistema CO2-limoneno-linalol, com base em dados ternários medidos recentemente. Utilizou-se uma modificação da equação de Peng-Robinso (mais) n e, com dados binários de ELV, avaliou-se a sua capacidade preditiva considerando-se 2 aspectos: a predição do equilíbrio a uma certa temperatura usando-se os parâmetros estimados em outra temperatura e a predição do comportamento de fases do sistema ternário com os parâmetros estimados dos sistemas binários. Foram determinados também os parâmetros de interação entre limoneno e linalol a partir dos dados experimentais do ternário. Resumo em inglês Process design for supercritical CO2 deterpenation of orange peel oil requires accurate knowledge of phase behavior. This work is focused on modeling high-pressure vapor-liquid equilibrium for the ternary system CO2-limonene-linalool, owing to do a preliminary thermodynamics analysis of this process based on calculated selectivity values. A modification of Peng-Robinson equation of state was adopted to regress binary interaction parameters from experimental VLE data and i (mais) ts capacity for temperature extrapolating calculations was investigated. A comparison of ternary VLE obtained from the respective binary systems and that calculated using additionally ternary informations was done.

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A primeira lei da termodinâmica dos processos homogêneos/ The first law of homogeneous processes thermodynamics

Nery, Alessandro Ranulfo Lima; Bassi, Adalberto Bono Maurizio Sacchi
2009-01-01

Resumo em inglês Thermodynamics of homogeneous processes, which corresponds to the very special situation in thermodynamics of continuous media, is used to discuss the first law. An important part of this work is the exposition of some typical mathematical errors, frequently found in the traditional presentation of thermodynamics. The concepts of state and process functions are discussed, as well as reverse and reversible processes, temporality and its implications on thermodynamics, ener (mais) gy reservoirs and symmetry. Our proposal is to present the first law by using a time dependent viewpoint coherent with mechanics and the foundations of that viewpoint.

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A energia elétrica da Termodinâmica, a entalpia elétrica da Mecânica Estatística e as energias livres elétricas/ The internal energy, the enthalpy and the free electrical energies

Leal Ferreira, G.F.
2004-01-01

Resumo em português Nota-se que os conceitos de energia elétrica empregados usualmente em Termodinâmica e em Mecânica Estatística não são os mesmos e mostra-se que, de fato, estão relacionados por uma transformação de Legendre, aquele originário da Mecânica Estatística sendo o análogo da entalpia em relação à energia interna no esquema P-V-T. As energias livres elétricas são também definidas. Resumo em inglês It is noticed that the concepts of energy usually employed in Thermodynamics and in Statistical Mechanics are not the same and are indeed related through a Legendre transformation, the one coming from Statistical Mechanics working as the enthalpy works in relation to the internal energy in the P-V-T scheme. The electrical free energies are also defined.

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Sobre a primeira lei da termodinâmica: as diferenciais do calor e do trabalho/ On the first law of thermodynamics: heat and work differentials

Anacleto, Joaquim; Anacleto, Alcinda
2007-04-01

Resumo em inglês We treat some subtleties concerning the First Law of Thermodynamics and discuss the inherent difficulties, namely the interpretation of the heat and the work differentials. By proposing a new differential equation for the First Law, which is written using both system and neighborhood variables, we overcome the mentioned difficulties and establish a criterion for the definition of heat and work.

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Aplicação da ferramenta termodinâmica computacional na simulação da produção de aço inoxidável

Heck, Nestor Cezar; Vilela, Antônio Cezar Faria; Silva, Aline Lima da
2007-03-01

Resumo em português Esse trabalho, realizado com a aplicação da termodinâmica computacional, trata dos fundamentos da produção de aços inoxidáveis na aciaria. A compreensão dos equilíbrios termodinâmicos, que se estabelecem durante o processo, contribui para a melhoria do controle operacional e do rendimento do Cr, um insumo comparativamente caro. A metodologia consistiu em utilizar os bancos de dados e a rotina de minimização da Energia de Gibbs do software FactSage, para calcul (mais) ar os equilíbrios envolvendo os sistemas Fe-Cr-O e Fe-Cr-O-C-Ni. Os valores calculados para o teor de O em equilíbrio com o Cr são próximos aos resultados obtidos com base em equações e dados da literatura. Em relação ao teor de Cr limite, no qual o óxido sólido em equilíbrio muda de FeO·Cr2O3 para Cr2O3, os resultados desse trabalho aproximam-se dos valores estabelecidos na literatura, mas mostram discrepância em relação a trabalhos recentes. Ressaltam-se, além disso, alguns aspectos sobre os quais se embasa a tecnologia - o efeito do vácuo e da temperatura, durante a operação de refino. Resumo em inglês This work, done with the application of computational thermodynamics, deals with the fundamental aspects of the stainless steel production in the steelmaking. The understanding of the thermodynamics equilibria that occur during the process contribute for the improvement of operating controls and the yield of chromium - a comparatively expensive material. The methodology consisted to use the databases and the Gibbs Energy minimization routine of the FactSage software to ca (mais) lculate equilibria involving the systems Fe-Cr-O and Fe-Cr-O-C-Ni. The calculated values for the O content in equilibrium with Cr are in good accord with the obtained results using equations and data from literature. About the critical Cr concentration, at which the equilibrium oxide changes from FeO·Cr2O3 to Cr2O3, the results from this work are in good agreement with that values well known from literature, but show discrepancy when compared with recent works. Moreover, some aspects over which the technology is based are highlighted - the vacuum and temperature effects during refining process.

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Transições de fase sem termodinâmica/ Phase transitions without thermodynamics

Dickman, Adriana G.; Dickman, Ronald; Barbosa, Fabrício Almeida
2006-01-01

Resumo em português As aplicações de transições de fase vão muito além do contexto da termodinâmica de equilíbrio, de onde surgiu. Nós revisamos um dos principais exemplos de uma transição de fase em um sistema sem termodinâmica, o processo de contato (PC), com ênfase no método de campo médio. Apresentamos um estudo de campo médio aplicado a um modelo para a transmissão da malária em uma população. Discutimos também as novas abordagens da distribuição quase-estacionária e o processo de contato conservativo. Resumo em inglês Phase transitions find application well beyond the context of equilibrium thermodynamics, where they arose. We review one of the prime examples of a phase transition in a system lacking thermodynamics, the contact process (PC), emphasizing mean-field theory methods. We also present mean-field results for a model of transmission of malaria in a population, and discuss the new approaches of quasi-stationary distributions, and the conserved contact process.

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Sobre a primeira lei da termodinâmica/ On the first law of termodynamics

Moreira, Ney Henrique; Bassi, Adalberto Bono Maurizio Sacchi
2001-08-01

Resumo em inglês Entropy is a concept that has long stimulated human curiosity, resulting in an huge intelectual production. The same has not occurred for the first law of thermodynamics, perhaps because of its apparent obviousness. In this article the first law presentation, as displayed in most traditional physical chemistry textbooks, is criticized. An alternative view is suggested, in accordance with temporal thermodynamics. The time derivative local form of the second law is used to stress the entropy concept implications on the notion of internal energy.

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A formulação ab-initio da segunda lei da termodinâmica/ The ab-initio formulation of the second law of thermodynamics

Braga, J. P.
1998-07-01

Resumo em inglês This paper deals with Carathédory's formulation of the second law of thermodynamics. The material is presented in a didatical way, which allows a second year undergraduate student to follow the formalism. An application is made to an ideal gas with two independent variables. A criticism to Carnot formulation of the second law and an investigation of the historical origins of the Carathéodory formalism are also presented.

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Facilitando a compreensão da segunda lei da termodinâmica/ Towards better understanding of the second law of thermodynamics

Oliveira, P.M.C. de; Dechoum, K.
2003-12-01

Resumo em português A idéia central desse artigo é chamar a atenção para o uso do diagrama T x s na descrição das máquinas térmicas reversíveis. Este diagrama mostra-se extremamente adequado e eficaz no ensino da segunda lei da tertermodinâmica dos processos reversíveis, no entanto uma escolha mostra-se mais apropriada que a outra quando se pretende salientar a universalidade dessa lei e não restringir a análise a uma substância de operação específica com é gás ideal. Resumo em inglês The central idea of this article is to call attention for the use of the T x S diagram in the description of reversible heat engines. This diagram is an extremely suitable and efficient way for teaching the second law of thermodynamics, following the Kelvin formulation. The conjugated pairs (PV) or (TS) are equivalent in the description of the reversible thermodynamic processes, however one choice is more appropriate than the other when one intends to point out the universality of this law and not to restrict the analysis to a specific operating substance like the ideal gas.

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Os experimentos de Joule e a primeira lei da termodinâmica/ Joule's experiments and the first law of thermodynamics

Passos, Júlio César
2009-09-01

Resumo em português A formulação do princípio da conservação da energia é um exemplo de longo amadurecimento, quase dois séculos e meio, de uma idéia que se tornou uma das leis básicas da física e cuja generalização foi alcançada ao ser formalizada como primeira lei da termodinâmica. No presente artigo, apresenta-se uma análise das diferentes formulações da primeira lei com o objetivo de resgatar informações históricas que poderão contribuir para o ensino da termodinâmi (mais) ca. O estudo mostra que no final do século XIX já se considerava difícil afirmar quem teria descoberto o princípio da equivalência entre calor e trabalho, já que diversos estudiosos haviam abordado o tema, e como as meticulosas pesquisas experimentais de Joule permitiram a demonstração da equivalência de diferentes tipos de energia e contribuíram de forma definitiva para a elaboração da primeira lei da termodinâmica. Resumo em inglês The formulation of the principle of conservation of energy is an example of the long maturation, almost two and a half centuries, of an idea that became one of the fundamental laws of physics whose generalization was attained when it was formalized as the first law of thermodynamics. In this paper, an analysis of the different formulations of the first law is presented, aimed at rescuing historic information that could contribute to the teaching of thermodynamics. It is s (mais) hown that by the end of the nineteenth century it was already difficult to affirm who discovered the principle of equivalence of energy, because several scholars were interested in this subject, and how the meticulous experiments of Joule allowed the demonstration of equivalence among different kinds of energy and contributed definitively to the elaboration of the first law of thermodynamics.

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Reflexões sobre a contribuição da Carnot à primeira lei da termodinâmica/ Reflections on the contribution of Carnot to the first law of thermodynamics

Nascimento, Cássius K.; Braga, João P.; Fabris, José D.
2004-06-01

Resumo em inglês The classical interpretations of Nicolas Léonard Sadi Carnot on some physical principles involved in the operation of heat engines were fundamental to the development and formulation of the Second Law of Thermodynamics. Moreover, an accurate historical survey clearly reveals that Carnot was, by that time, also well aware about some new concepts, which were further worked out by other scientists to lead to what was, some time later, known as the mechanical equivalent of h (mais) eat and the conservation of energy. Benoit Paul Émile Clapeyron recognized these original concepts in the first of Carnot´s monographs, published in 1824, but no explicit citation is found in any post-Carnot classical texts dealing with the First Law of Thermodynamics, including those by Julius Robert Mayer, James Prescott Joule and Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz. The main objective of the present work is to point out some historical evidences of the pioneering contribution of Carnot to the modern concept of the First Law of Thermodynamics.

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Uma definição natural de energia cinética e potencial em termodinâmica/ A natural definition of kinetic and potential energies in thermodynamics

Ferreira, G.F. Leal
2007-01-01

Resumo em português Na tentativa de tornar a termodinâmica mais familiar e sem violação do seu formalismo, define-se a partir de expressão do diferencial da energia, já incorporando as conseqüências da 2 Lei, o diferencial da energia cinética como associado às variações de temperatura a volume constante e o de energia potencial às de volume, à temperatura constante. A comparação entre os diferenciais é realizada pela normalização das variações de temperatura e de volume � (mais) �s de pressão. Ver-se-á que na fase gasosa, as variações de energia cinética prevalecem em muito sobre as potenciais enquanto na condensada, elas se ombreiam. Resumo em inglês In an attempt to make the teaching of thermodynamics more familiar and without violating its formalism, we define from the expression of the energy differential, in which the consequences of the the 2nd law was already incorporated, the differential of the kinetic energy as associated to the temperature variations at constant volume and the differential of the potential energy to those at constant temperature. Comparison between the two differentials is accomplished throu (mais) gh the normalization of the temperature and volume variations to a common pressure variation. It will be seen that in the gaseous phase the kinetic part greatly exceeds the potential one but that in the condensed phase they are of the same order of magnitude.

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Possíveis indicadores de invariantes operatórios apresentados por estudantes em conceitos da termodinâmica/ Possible tokens of operational invariants presented by students regarding concepts of thermodynamics

Grings, Edi Terezinha de Oliveira; Caballero, Concesa; Moreira, Marco Antonio
2006-01-01

Resumo em português Este trabalho apresenta os primeiros resultados de uma pesquisa cujo objetivo é investigar dificuldades na aprendizagem de conceitos da termodinâmica, apresentadas por estudantes do ensino médio e técnico, que podem servir de indicadores para futuras investigações sobre os chamados invariantes operatórios de Vergnaud. Tais invariantes normalmente implícitos na estrutura cognitiva dos estudantes podem servir como obstáculo à aprendizagem de conceitos. A pesquisa (mais) foi realizada com 99 estudantes da Fundação Escola Técnica Liberato Salzano Vieira da Cunha em Novo Hamburgo, RS, Brasil e nela fez-se uso de um instrumento envolvendo situações a respeito de conteúdos da termodinâmica que foram respondidas pelos estudantes. Encontraram-se, nas respostas dos estudantes, indicadores de possíveis invariantes operatórios. Resumo em inglês This paper presents preliminary findings of a research study designed to investigate some difficulties presented by technical and high school students, regarding thermodynamical concepts, that might be indicators for future studies concerning the so-called Vergnaud's operational invariants. Those invariantes which are usually implicit in students' cognitive structure might function as obstacles to concept learning. The study was carried out with 99 students from Liberato (mais) Salzano Vieira da Cunha Technical School, in Novo Hamburgo, RS, Brazil. Students' answers to a questionnaire involving thermodynamical problem-situations were analysed and some possible indicators of operational invariants were found.

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À procura do trabalho perdido/ In search of lost work

Dias, Penha Maria Cardoso
2007-01-01

Resumo em português As contribuições de William Thomson ao estabelecimento das categorias da termodinâmica são analisadas. Resumo em inglês William Thomson's contributions to the making of the categories of thermodynamics are analyzed.

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A construção de uma teoria de ensembles: antecedentes em Maxwell e Boltzmann/ The construction of a theory of ensemble: precedents in Maxwell and Boltzmann

Laranjeiras, Cássio C.; Chiappin, José R.N.
2008-01-01

Resumo em português O objetivo deste artigo é investigar no trabalho de James C. Maxwell (1831-79) e Ludwig Boltzmann (1844-1906) as bases da construção daquilo que modernamente, após Willard Gibbs (1839-1903), ficou conhecido como uma teoria de ensembles, uma abordagem metodológica que alimentou a busca por uma fundamentação estatística para as leis da termodinâmica. Resumo em inglês The purpose of this paper is to research the bases of the construction in James C. Maxwell (1831-79) and Ludwig Boltzmann's (1844-1906) work of what is now known as the theory of ensembles, after Willard Gibbs (1893-1903). It is a methodological perspective that stimulated the search for a statistical ground for the laws of thermodynamics.

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Avaliação exergética de processos psicrométricos/ Exergetic evaluation of psychrometric processes

Leal, Paulo Martins; Cortez, Luís A. B.; Nebra, Silvia A.
2000-12-01

Resumo em português Este trabalho teve como objetivo principal a aplicação da metodologia de avaliação dos processos psicrométricos utilizando os conceitos definidos pela combinação das 1ª e 2ª Leis da Termodinâmica, num sistema adaptado para a geração dos processos psicrométricos. Com equipamentos e instrumental adequados variaram-se, basicamente, em cada processo gerado pelo Sistema Gerador de Processos Psicrométricos (SIGEP), as vazões e as potências elétricas requeridas (mais) pelos diferentes sistemas de condicionamento do ar e as temperaturas de bulbo seco e de bulbo úmido de pontos estratégicos, dentro e fora do volume de controle, a fim de se efetuar as análises energéticas e exergética. Pode-se concluir que a metodologia de avaliação pela 1ª e 2ª Lei da Termodinâmica aplicada em processos psicrométricos é tecnicamente viável. Comprovou-se, ainda, através dos resultados obtidos, que a avaliação baseada exclusivamente na 1ª Lei da Termodinâmica (avaliação energética), em quase a totalidade dos processos gerados pelo SIGEP, é menos abrangente que a avaliação exergética. Pode-se concluir, também, que os equipamentos, acoplados ao SIGEP apresentaram um alto índice de irreversibilidade devido ao fato de terem sido dimensionados, exclusivamente, com a finalidade de atingir uma condição psicrométrica específica e não, de serem eficientes, do ponto de vista termodinâmico. Resumo em inglês This research had, as its principal objective, the application of the methodology to evaluate psychometric processes through the use of theory which combines the First and Second Principles of Thermodynamics into an adapted system of generating psychometric processes. With the Psychometric Processes System Generator (SIGEP) and other appropriate equipment, where air flow and electrical power from different systems of air conditioning were the most important variables. It (mais) was feasible to obtain data of dry and wet bulb temperature, from different locations of the SIGEP's control volume. These variables, plus the local atmospheric pressure, were enough to determine the state of the air inlet and outlet, which made possible the energetic and exergetic analysis. It was possible to conclude that the methodology based on the evaluation through the First and Second Principle of Thermodynamics was technically viable on the analysis of psychrometric processes. It can be observed that energetic evaluation, in almost every process generated by the SIGEP, provided less rigorous criteria than exergetic analysis. It can be also concluded that the equipments attached to the SIGEP had a high level of irreversibility due to the fact they were designed to meet a specific psychrometric condition, regardless of the level of efficiency at that time.

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Modelos epidemiométricos em tuberculose: definição de "estados" e risco de infecção/ Epidemiometric models in tuberculosis: definition of "states" and risk of infection

Ruffino-Netto, Antonio
2006-04-01

Resumo em português São definidos "estados" ou delimitados "compartimentos" na história natural da tuberculose. Baseado nas alterações macroscópicas do sistema de compartimentos (copiando raciocínio da termodinâmica) é feita a tentativa de quantificar a dinâmica das mudanças dos "estados": "virgem de infecção", "infectados" e "doentes". Na evidenciação das leis que regem a variação do conteúdo dos compartimentos, é proposto um novo caminho para o cálculo do risco de infec� (mais) �ão tuberculosa. São apresentados os esquemas do interrelacionamento entre os "estados", as equações que regem a dinâmica entre os mesmos e a fórmula que permite o cálculo do risco de infecção. Resumo em inglês Through a rationale used in thermodynamics some "states" or "compartments" in the natural history of Tuberculoses are defined. Based on macroscopic changes observed in the total system an attempt is made to quantify the dynamics of these changes in the following "states": "virgin of infection", "infected" and "sick". A new way to calculate the risk of becoming infected by Tuberculosis, following the laws which govern the variation of the contents in a system of compartmen (mais) ts, is presented. A sketch showing the relationships among the considered "states", the equations of the dynamics of them and a formula to calculate the risk of infection is also presented.

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Modelos epidemiométricos em tuberculose: definição de "estados" e risco de infecção/ Epidemiometric models in tuberculosis: definition of "states" and risk of infection

Ruffino-Netto, Antonio
1977-06-01

Resumo em português São definidos "estados" ou delimitados "compartimentos" na história natural da tuberculose. Baseado nas alterações macroscópicas do sistema de compartimentos (copiando raciocínio da termodinâmica) é feita a tentativa de quantificar a dinâmica das mudanças dos "estados": "virgem de infecção", "infectados" e "doentes". Na evidenciação das leis que regem a variação do conteúdo dos compartimentos, é proposto um novo caminho para o cálculo do risco de infec� (mais) �ão tuberculosa. São apresentados os esquemas do interrelacionamento entre os "estados", as equações que regem a dinâmica entre os mesmos e a fórmula que permite o cálculo do risco de infecção. Resumo em inglês Through a rationale used in thermodynamics some "states" or "compartments" in the natural history of Tuberculoses are defined. Based on macroscopic changes observed in the total system an attempt is made to quantify the dynamics of these changes in the following "states": "virgin of infection", "infected" and "sick". A new way to calculate the risk of becoming infected by Tuberculosis, following the laws which govern the variation of the contents in a system of compartmen (mais) ts, is presented. A sketch showing the relationships among the considered "states", the equations of the dynamics of them and a formula to calculate the risk of infection is also presented.

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Modelos epidemiométricos em tuberculose: definição de "estados" e risco de infecção/ Epidemiometric models in tuberculosis: definition of "states" and risk of infection

Ruffino-Netto, Antonio
2006-04-01

Resumo em português São definidos "estados" ou delimitados "compartimentos" na história natural da tuberculose. Baseado nas alterações macroscópicas do sistema de compartimentos (copiando raciocínio da termodinâmica) é feita a tentativa de quantificar a dinâmica das mudanças dos "estados": "virgem de infecção", "infectados" e "doentes". Na evidenciação das leis que regem a variação do conteúdo dos compartimentos, é proposto um novo caminho para o cálculo do risco de infec� (mais) �ão tuberculosa. São apresentados os esquemas do interrelacionamento entre os "estados", as equações que regem a dinâmica entre os mesmos e a fórmula que permite o cálculo do risco de infecção. Resumo em inglês Through a rationale used in thermodynamics some "states" or "compartments" in the natural history of Tuberculoses are defined. Based on macroscopic changes observed in the total system an attempt is made to quantify the dynamics of these changes in the following "states": "virgin of infection", "infected" and "sick". A new way to calculate the risk of becoming infected by Tuberculosis, following the laws which govern the variation of the contents in a system of compartmen (mais) ts, is presented. A sketch showing the relationships among the considered "states", the equations of the dynamics of them and a formula to calculate the risk of infection is also presented.

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Modelos epidemiométricos em tuberculose: definição de "estados" e risco de infecção/ Epidemiometric models in tuberculosis: definition of "states" and risk of infection

Ruffino-Netto, Antonio
1977-06-01

Resumo em português São definidos "estados" ou delimitados "compartimentos" na história natural da tuberculose. Baseado nas alterações macroscópicas do sistema de compartimentos (copiando raciocínio da termodinâmica) é feita a tentativa de quantificar a dinâmica das mudanças dos "estados": "virgem de infecção", "infectados" e "doentes". Na evidenciação das leis que regem a variação do conteúdo dos compartimentos, é proposto um novo caminho para o cálculo do risco de infec� (mais) �ão tuberculosa. São apresentados os esquemas do interrelacionamento entre os "estados", as equações que regem a dinâmica entre os mesmos e a fórmula que permite o cálculo do risco de infecção. Resumo em inglês Through a rationale used in thermodynamics some "states" or "compartments" in the natural history of Tuberculoses are defined. Based on macroscopic changes observed in the total system an attempt is made to quantify the dynamics of these changes in the following "states": "virgin of infection", "infected" and "sick". A new way to calculate the risk of becoming infected by Tuberculosis, following the laws which govern the variation of the contents in a system of compartmen (mais) ts, is presented. A sketch showing the relationships among the considered "states", the equations of the dynamics of them and a formula to calculate the risk of infection is also presented.

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A heurística de Boltzmann e a emergência do programa mecânico-estatístico/ Boltzman's heuristics and the emergence of the mechanical-statistical program

Laranjeiras, Cássio C.; Chiappin, José R.N.
2006-01-01

Resumo em português O objetivo deste trabalho é investigar a construção de uma abordagem estatística como recurso heurístico de compreensão das relações entre mecânica e termodinâmica no interior do programa de pesquisa de Ludwig Boltzmann (1844-1906). Neste contexto, a função de distribuição das velocidades moleculares de J.C. Maxwell (1831-79), acerca da qual Boltzmann fará diferentes leituras, desempenhará um papel central na medida em que é a partir dela que novos instru (mais) mentos heurísticos surgirão, tais como os conceitos de ''ensemble estatístico" e ''probabilidade de estado", que representam um esforço conceitual no sentido de associar aos estados do fenômeno sob análise a probabilidade da sua realização. Resumo em inglês The purpose of this paper is to investigate the construction of a statistical approach as a heuristic tool to understand the relations between mechanics and thermodynamics inside Ludwig Boltzmann's (1844-1906) research program. In this context, J.C Maxwell's (1831-79) distribution function of molecular velocities, which Boltzmann interpreted in different ways, will have a central role for being the source of new heuristic tools, such as the ''statistical ensemble" and the (mais) ''probability of state". These represent a conceptual effort as they associate the probability of its realization to the state of the phenomenon under analysis.

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Análise de uma exposição científica e proposta de intervenção/ Analysis of a scientific exposition and proposal of intervention

Stuchi, Adriano M.; Ferreira, Norberto Cardoso
2003-06-01

Resumo em português A proposta desse trabalho é a de analisar e intervir numa exposição de termodinâmica da Estação Ciência. Recorremos à investigação da linguagem dos monitores da Estação Ciência na explicação dos experimentos para ajudar no aperfeiçoamento da exposição. Utilizamos e analisamos alguns instrumentos de avaliação do processo ensino-aprendizagem em Museus e Centros de Ciências fundamentados em Vigotski e em cálculos estatísticos. Os resultados dessa pesqu (mais) isa levam à consideração de três aspectos fundamentais: -A importância dos monitores numa exposição científica e seu contínuo treinamento; -A necessidade de aprimoramento da exposição num processo de avaliação que busque melhores resultados de aprendizagem; -Visitas escolares programadas aos Museus e Centros de Ciência podem ser um fator muito importante para aumentar o interesse de alunos pelas exposições e para tornar mais significativa a aprendizagem nesses ambientes. Resumo em inglês The proposal of this work is to analyze and to intervene in an exposition of Thermodynamics of the Estação Ciência. We appeal to the inquiry of the language of the monitors of the Estação Ciência in the explanation of the experiments to help in the perfectioning of the exposition. We use and analyze some instruments of evaluation of the process teaching learning in Museums and Science Centers based on Vygotsky and statistical calculations. The results of this resear (mais) ch lead to the consideration of three basic aspects: - The importance of the monitors in a scientific exposition and its continuous training; - The necessity of improvement of the exposition in an evaluation process that lead to better result of learning; - Student visits to Museums and Science Centers are a very important factor to forster the interest of pupils for the expositions and make the learning more significant in these environments

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Eficiência teórica de pilhas a combustível do tipo PaCOS/ Efficiency of solid oxide fuel cCells (SOFC)

Amaral, Alexandre A.; Matos, Francisco F.; Benedicto, João Paulo; Boaventura, Jaime S.
2007-01-01

Resumo em português A célula a combustível do tipo óxido sólido (PaCOS) é um das mais promissoras tecnologias para a produção de energia elétrica, principalmente, devido ao fato de ser virtualmente não poluente. Tipicamente, a PaCOS é constituída de pelo menos sete fases distintas: combustível, ânodo, cátodo, eletrólito (separando os dois eletrodos), ar e interconectores elétricos (dois) para completar o circuito de corrente. É claramente demonstrado que os sistemas eletroqu (mais) ímicos só podem ser reversíveis quando homogêneos, o que não é caso da PaCOS, e portanto a aplicação da termodinâmica do equilíbrio a esses sistemas é incorreta. Propõe-se então que a PaCOS pode ser mais bem representada a partir da reação entre espécies adsorvidas. A eficiência é então calculada como a razão entre a energia livre dessa reação pelo calor de combustão. São desenvolvidas estimativas para os dados termodinâmicos das reações de espécies adsorvidas e reação global. Resumo em inglês The solid oxide fuel cell (SOFC) is one of the most promising technologies for the production of electric energy, mainly due to the fact that it is virtually no pollutant. Typically, the SOFC is constituted of at least seven distinct phases: fuel, anode, electrolyte substrate (separating the two electrodes), cathode, air, and electrical interconnectors (two, completing the electrical circuit). Thermodynamics clearly shows that electrochemical systems only can be reversibl (mais) e when homogeneous, what it is not case of the SOFC, and therefore the application of equilibrium thermodynamics to these systems is incorrect. It is considered that the SOFC can be better described by the reaction between adsorbed species. The efficiency then is calculated as the ratio between the free energy of this reaction to the combustion heat. Estimates of thermodynamic parameters are developed for the global reaction, as well as adsorbed species reaction.

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Efeito da temperatura na estrutura e na estabilidade de ligas Fe - 18 Cr - (0 a 60) Ni/ Effect of the temperature on the structure and stability of Fe - 18 Cr - (0 to 60) Ni alloys

Bubani, Franco de Castro; Decarli, Célia Cristina Moretti; Brollo, Gabriela Lujan; Barreto, Edison Henrique; Diniz, Anselmo Eduardo; Mei, Paulo Roberto
2010-03-01

Resumo em português O material estudado consiste de uma série de ligas com composição base (% em peso) de 18Cr - 0,01C - 0,2Si - 0,4Mn e teores de níquel variando de zero a 60%. Analisou-se a microestrutura por microscopia ótica das ligas no estado recozido e após deformação à temperatura ambiente, 350 e 700ºC, de modo a simular as altas temperaturas alcançadas na usinagem dessas ligas. Foram também gerados diagramas de equilíbrio das ligas por termodinâmica computacional (Ther (mais) mocalc) para se prever o comportamento dessas ligas em uma larga faixa de temperaturas. As condições teóricas de equilíbrio termodinâmico do sistema foram comparadas às microestruturas observadas, indicando que a fase CFC nas ligas com teor de níquel entre 10% e 30% em peso está, na realidade, em uma condição metaestável à temperatura ambiente. Foi observada transformação martensítica induzida por trabalho a frio na liga com 10%Ni, validando os cálculos computacionais. Resumo em inglês The material studied consists of a series of alloys with a basic composition (weight %): 18Cr - 0.01 C - 0.2 Si - 0.4 Mn, and levels of nickel varying from zero to 60%. Alloys in the annealed condition and after deformation at room temperature, 350 and 700°C to simulate the high temperatures achieved during machining were observed by optical microscopy. Equilibrium diagrams were generated by computational thermodynamics (Thermocalc) to predict the behavior of these alloy (mais) s in a wide range of temperatures. The theoretical thermodynamic equilibrium conditions of the system were compared to the observed microstructures, indicating that the CFC phase in alloys with nickel content between 10% and 30% is, in fact, in a metastable condition at room temperature. Martensitic transformation induced by cold work in the alloy with 10% Ni was observed, validating the computer calculations.

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História da ciência, interdisciplinaridade e ensino de física: o problema do demônio de Maxwell/ History of science, interdisciplinarity and physics teaching: the Maxwell's Demon problem

Mattos, Cristiano; Hamburger, Amélia Império
2004-12-01

Resumo em português Propomos que uma evolução de idéias científicas seja usada como instrumento de aprendizagem de conteúdos específicos e, em particular, para ressaltar como os conteúdos se articulam entre as disciplinas. Como exemplo, apresentamos um estudo sobre a proposta do "demônio de Maxwell" e discussões sobre sua "exorcização", isto é, um estudo sobre a compreensão da natureza de um ser inteligente que atua dentro de um sistema físico e de como seria essa atuação. Es (mais) tão envolvidos nesse problema fenômenos relacionados com várias teorias - Termodinâmica, Física Molecular, Mecânica Estatística, Teoria da Informação - dentro das disciplinas de Física, Química, Biologia, Computação. Entre diversas questões epistemológicas e conceituais aí contidas, será enfatizada a questão do objeto limitado de uma eoria científica, isto é, da limitação de seu significado aos fenômenos por ela compreendidos. A delimitação dos fenômenos estudados e as teorias e técnicas caracterizam a compreensão que vai realizar sua emergência concreta nos laboratórios. Essa compreensão vai dar também a possibilidade de atuação interdisciplinar. Resumo em inglês We propose that an evolution of scientific ideas be used as an instrument of learning specific content and, also how the subjects permeate the disciplines. As an example, we present a study about the "Maxwell's demon" problem and some discussions about its "exorcization", that is, an understanding of the nature of the intelligent being that acts inside a physical system and what is the meaning of the performance. Several phenomena are involved in this problem within the t (mais) heories - Thermodynamics, Molecular Physics, Statistical Mechanics, Information Theory - and disciplines such as Physics, Chemistry, Biology and Computation. Among several epistemological and conceptual questions concerned with this problem, we will emphasize the limits to the objectives of a scientific theory, that is, the limitation of the meaning of a theory to the range of phenomena it describes and explains. The delimitation of the studied phenomena, and also the theories and the techniques, characterize the understanding that will accomplish its concrete emergenge in the laboratory. This comprehension will also give the possibility of interdisciplinary actions.

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Problemas metodológicos na obtenção da curva de retenção da água pelo solo/ Methodological problems of the soil-water retention curve

Moraes, S.O.; Libardi, P.L.; Dourado Neto, D.
1993-12-01

Resumo em português Para estudar a variabilidade tanto metodológica quanto espacial da Curva de Retenção de Água no Solo, coletaram-se amostras de solo com estrutura indeformada à profundidade de 25 cm em uma área de Terra Roxa Estruturada Latossólica (Rhodic Kanhapludalf) em Piracicaba,SP. A amostragem obedeceu a um arranjo com espaçamento regular de cinco metros, resultando numa malha quadriculada de vinte e cinco linhas e dez colunas, totalizando duzentos e cinqüenta pontos. Elab (mais) oraram-se 250 Curvas de Retenção por secamento, utilizando-se as tensões de 5 x 10²; l x 10³; 6 x 10³; l x 10(4) Pa (Funil de Placa Porosa) e 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5) e 1,5 x 10(6) Pa (Câmara de Pressão de Richards), totalizando oito pontos por curva. Analisou-se a variabilidade metodológica para os vários valores de tensão considerados, principalmente à luz da termodinâmica pertinente. Os resultados evidenciaram que os problemas analíticos são de tal ordem que podem levar a interpretações errôneas, comprometendo a qualidade de experimentos ou mesmo a comparabilidade de resultados provenientes de laboratórios diversos. Exemplificando, 43% das amostras apresentaram resultados inconsistentes, com valores de umidade à base de volume à 3x10(5) Pa menores que a 1,5x10(6) Pa, o que na prática poderia levar, dentre outros, a problemas de subestimativa nos valores de água disponível. Resumo em inglês Undisturbed soil samples of a "Terra Roxa Estruturada Latossólica" (Rhodic Kanhapludalf) were taken in Piracicaba,SP from the 25 cm depth, in order to study both methodological and spatial variabilities of the soil water retention curve. The sampling followed a 5 m x 5 m grid of 10 columns and 25 Unes, resulting 250 collecting points. With these samples, 250 retention curves were obtained using porous plate funnels (tensions of 5 x 10²; 1 x 10³; 6 x 10³ and 1 x 10(4) (mais) Pa) and Richards pressure chambers (tensions of 3 x 10(4); 8 x 10(4); 3 x 10(5), and 1.5 x 10(6) Pa). The methodological variability was analyzed mainly in the light of the pertinent thermodynamics, using several values of tension. Results have shown that the analytical problems are such that they can lead to erroneous interpret rations, affecting the quality of the experiment and also the comparison of results from several laboratories. For instance, 43% of the samples showed non consistant results, with values of volumetric soil-water content smaller at the tension of 3 x 10(4) Pa than at the tension of 1.5 x 10(6) Pa, which, from the practical point of view, could, lead to subestimated values of available water.

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Efeito do íon comum na reação de hidratação do MgO/ Common-ion effect on the MgO hydration reaction

Amaral, L. F.; Salomão, R.; Frollini, E.; Pandolfelli, V. C.
2008-03-01

Resumo em português Concretos refratários contendo óxido de magnésio (MgO) apresentam grande interesse tecnológico por unir a versatilidade e a liberdade de design dos refratários monolíticos aos benefícios conferidos pelo MgO, tais como, elevada refratariedade e resistência a escórias básicas. Entretanto, o MgO é facilmente hidratado formando Mg(OH)2 e essa reação leva a uma grande expansão volumétrica do material, o que limita sua aplicação em concretos refratários. Para (mais) encontrar soluções que minimizem esse efeito, torna-se necessário uma melhor compreensão a respeito dos fatores que afetam essa reação, como a temperatura. Neste trabalho, o impacto do deslocamento de equilíbrio químico conhecido como efeito do íon comum na hidratação do MgO foi avaliado na presença de diversos aditivos (MgCl2, MgSO4, CaCl2 e KOH). Entre os aditivos, o CaCl2 comportou-se como um retardador da reação, enquanto um comportamento oposto foi obtido para o KOH. O MgCl2 e o MgSO4 apresentaram ambos os efeitos dependendo de suas concentrações na suspensão. As possíveis causas para esses comportamentos são discutidas no artigo. Os resultados foram abordados considerando-se a termodinâmica e a cinética da reação, bem como os conseqüentes danos mecânicos causados ao material. Resumo em inglês MgO based refratory castables present a wide technological interest because they add together the versatility and the installation efficiency of the monolithic refractories to the intrinsic MgO properties, such as high refractoriness and resistance to basic slag corrosion. Nevertheless, MgO is easily hydrated by water generating Mg(OH)2 and this reaction causes a volumetric expansion that could lead to material’s breakdown and inhibit its application in refractory castab (mais) les. In order to develop solutions to minimize this effect, it is necessary a better understanding of the main variables involved in this reaction, such as temperature. In this work, the impact of the chemical equilibrium shifting, known as common-ion effect, on the MgO hydration was evaluated adding several additives (MgCl2, MgSO4, CaCl2 e KOH). Among them, the CaCl2 delayed the reaction, whereas KOH showed opposite behavior. MgCl2 and MgSO4 presented similar results and both effects (reaction delay and speed up), depending of their concentration in suspensions. The possible explanation for these behaviors are discussed in this paper. The results were evaluated considering the kinetics and the thermodynamics of the reaction, and the mechanical damages caused in the materials.

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Uma visão sobre qualidade do solo/ An overview of soil quality

Vezzani, Fabiane Machado; Mielniczuk, João
2009-08-01

Resumo em português No início da década de1990, a comunidade científica, consciente da importância do solo para a qualidade ambiental e para a sustentabilidade agrícola, iniciou a abordagem sobre Qualidade do Solo (QS). Este trabalho teve o objetivo de analisar o estado da arte em QS e fazer uma reflexão sobre as propostas de avaliação. A maior parte dos estudos concentra-se na identificação de um índice que seja capaz de servir como indicador de QS (IQS), para auxiliar na avalia� (mais) �ão de terras em relação à degradação, fazer estimativas de necessidades de pesquisa e de financiamentos e julgar práticas de manejo utilizadas. Alguns autores propõem os critérios para definição de um IQS. Das abordagens sobre QS, percebe-se que existem três linhas de pensamento: busca por atributos do solo como IQS; matéria orgânica do solo como IQS; e QS como resultado de processos no sistema solo-planta. Conclui-se que o grande avanço nessa área é a abordagem sistêmica do solo, razão pela qual é mais importante identificar como obter QS, do que identificar atributos para medi-la. Sob essa análise, o sistema solo só atinge qualidade quando integrado às plantas e à biota edáfica, e a avaliação do seu funcionamento, que é a própria QS, deve ter como base os princípios da termodinâmica do não-equilíbrio, ciência que rege os sistemas abertos. Os sistemas agrícolas que favorecem a QS são aqueles que cultivam plantas intensamente, de preferência de espécies diferentes, sem o revolvimento do solo. Resumo em inglês Soil quality (SQ) has become a major research issue among soil scientists since the early 1990's, following the recognition of the role soils play in terms of agricultural sustainability and environmental quality. This review aims to discuss the state of the art concerning soil quality and look into the proposed indicators for its evaluation. Most part of the research work in the literature is focused on the identification of a soil attribute that would serve as a SQ indi (mais) cator (SQI) underlying the evaluation of soil degradation and the estimation of research needs and funding, as well as a critical evaluation of soil management practices. Some authors have proposed criteria for the definition of a SQI. In this literature review three major approaches were clearly identified: search for soil attributes to be used as SQI; organic matter as SQI; and SQ as a result of processes in the soil-plant system. It was concluded that the understanding of the soil as a system represents the most significant advance and that therefore the identification of soil management practices to achieve SQ are more important than the effort to obtain a SQ indicator. From this point of view, soil should be treated as an open system where the non-equilibrium thermodynamics theory is applicable and the SQ emerges from the interactions of the soil-plant-biota system. The agricultural systems that enhance SQ are those where the soil is intensively cultivated with plants preferably of different species, and without tilling.

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O estilo científico de Einstein na exploração do domínio quântico (uma visão da relação entre a teoria e seu objeto)/ Einstein's scientific style in the exploration of the quantum domain (a view on the relationship between theory and its object)

Paty, Michel
2005-12-01

Resumo em português As primeiras pesquisas físicas de Einstein (principalmente aquelas do ano de ouro de 1905) concentraram-se em dois domínios que ele tratava independentemente: o domínio atômico e radioativo, de um lado, e a teoria eletromagnética, de outro. Posteriormente essas duas direções de pesquisa cristalizaramse na direção da teoria quântica para a primeira, e das teorias da relatividade e do campo contínuo para a segunda. Pode-se discernir desde o início, ao seguir o t (mais) rabalho de Einstein nessas duas direções (que ele conduzirá constantemente em paralelo), dois tipos de aproximações diferentes: uma, heurística, que põe em obra um método probabilista de investigação suscitado pela termodinâmica (cálculos de flutuações), tendo em vista caracterizar as propriedades específicas do novo domínio da física quântica; a outra, imediatamente fundamental, que organiza o trabalho teórico em torno de princípios físicos, em particular, de invariância. Esses dois modos de abordagem não correspondem a uma oposição entre duas atitudes de pensamento, empirista de um lado e teórico-racional do outro (como muitos comentadores quiseram crer, reportando-os a dois períodos distintos da obra de Einstein), mas a uma maneira diferenciada que lhe é própria de conceber o trabalho teórico, em função da inteligibilidade possível de seu objeto, em termos de conceitos e de princípios sempre pensados fisicamente. Essa maneira define o estilo próprio de Einstein enquanto pesquisador em física, ao mesmo tempo crítico e construtivo, que se constitui desde seus primeiros trabalhos. Resumo em inglês Einstein's first researches in physics (particularly those of the golden year 1905) delt with two domains which he treated independently: the atomic and radiative domain on one side, electrodynamics on the other side. Later on, these two directions would cristallize, the first one towards quantum theory, the second one towards the theories of relativity and of the continuous matter field. When looking at Einstein's works in both directions (which he always maintained in p (mais) arallel), one sees already at the beginning two different ways of approach: a heuristic one, making use of a probabilistic method of investigation raised up from thermodynamics (calculation of fluctuations), with the aim of characterizing specific properties of the new domain of quantum physics that was breaking with known theories and concepts; and another one, decidedly fundamental, organizing the theoretical work around sound physical principles, in particular invariance principles. These two modes of approach do not show a splitting between two different attitudes of thought, an empiricist one on one side, and a theoretical-rational one on the other side (as many commentators believed, referring them to two distinct periods of Einstein's achievements), but to a differenciated manner, proper to him, of conceiving the theoretical work, in function of the possible intelligibility of its object, in terms of concepts and principles that were always thought physically. This manner defines Einstein's own style as a searcher in physics, at the same time critical and constructive, a style which was being constituted since his first works.

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Ajuste de parâmetros de interação em modelos termodinâmicos/ Interactional parameters fitting in thermodynamics models

MARTINS, Adair; LAURENT, Roberto; AZNAREZ, Silvia Beatriz; POSTIGO, Miguel Angel
2000-01-01

Resumo em português Para misturas nas quais existem interações entre moléculas diferentes aparece um parâmetro energético de interação ajustável na relação das variáveis. As grandezas termodinâmicas de excesso dão informação qualitativa dos possíveis tipos de interação. Duas grandezas importantes neste sentido são o volume de excesso e a entalpia de excesso. Neste artigo se estudam diferentes métodos, regressão com mínimos quadrados e por minimização do valor absoluto (mais) e relativo dos resíduos, para determinar a possibilidade de aplicação dos mesmos no cálculo de parâmetros de interação molecular em modelos termodinâmicos de soluções. Usam-se dados experimentais de volume molar de excesso para todo o intervalo de frações molares de 10 sistemas binários formados por acetonitrila + um álcool primário (do metanol ao n-decanol). Comparam-se os valores calculados e os dados experimentais das grandezas, e são feitas análises dos resultados. Resumo em inglês For mixtures in which exist interactions between differents molecules, in the relationship of the variables appears an energetic adjustable parameter of interaction. The thermodynamic properties of excess give qualitative information of the possible types of interaction. Two important properties in this sense are the excess volume and excess enthalpy. In this paper different methods are studied, regression with least squares and by minimizing absolute and relative residue (mais) s, to determine their possibilities of application to evaluate molecular interaction parameters in thermodynamic models of solutions, using experimental data of excess molar volume for the whole composition ranges of 10 binary systems of molar fractions formed by acetonitrile + primary alcohol (from metanol to n-decanol). The calculated values and the experimental data of the properties are compared, and the comparative results are analyzed.

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DESENVOLVIMENTO E PROJETO DE UMA UNIDADE DE EXTRAÇÃO SUPERCRÍTICA PARA PURIFICAÇÃO DE ÓLEOS VEGETAIS

PENEDO, Pedro L. M.; COELHO, Gerson L. V
1997-12-01

Resumo em português Este estudo investiga os diferentes arranjos de equipamentos para o desenvolvimento de uma unidade industrial para purificação de óleos vegetais utilizando extração com CO2 sob condições supercríticas. Objetivando a concepção de uma planta comercial a partir da unidade de laboratório o estudo deve iniciar-se através da determinação de alguns parâmetros experimentais e um estudo energético do processo. Em trabalho anterior foram definidas as condições ót (mais) imas (T, P) para purificação de óleos vegetais por CO2 supercrítico [7]. A etapa de otimização energética envolve um número máximo de variações possíveis nas condições de operação, visando fornecer dados adequados para a definição do rendimento e qualidade do produto, assim como do tempo de extração. A representação do processo nos diagramas de estado do solvente são muito úteis para a determinação das propriedades termodinâmicas em cada estágio do processo. Os diagramas Temperatura-Entropia (TxS) são particularmente apropriados para determinação da energia requerida ou removida no processo reversível. Com a determinação das condições de operação e do tempo para cada etapa individual é possível plotar a variação da pressão e da temperatura versus tempo, assim como definir e dimensionar os equipamentos necessários para o processo de extração supercrítica. Resumo em inglês This study examines the method to development of an industrial unity to purification of vegetable oils using extraction with CO2 under supercritical conditions. Aiming at the conception of a commercial plant from laboratory scale, the study must begin through determination of some experimental measurement and a study of energy required in the process. In previous work the optimum conditions (T, P) to purification of vegetable oil by supercritical CO2 were determined. It w (mais) as possible to deacidify, deodorize e clarify degummed vegetable oils. The step of energy optimization involves a large number of variables in operational conditions seeking to supply suitable data for definition of yield and quality of product, such as the extraction time. The representation of the process in solvent phase diagrams is more convenient to determine the thermodynamics proprieties in each stage of process . The Temperature -Entropy (TxS) diagrams are particular suitable for determination of energy required or removed in a reversible process. After determination of the operational conditions and time to each individual stage, it is possible to plot the variation of pressure and temperature versus time , as well as to define and plan the necessary furnitures to supercritical extraction.

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Química de complexos de (etilenodiaminatetraacetato)rutenato(III/II)/ Ruthenium complexes containing ethylenediaminetetraacetate

Rein, Francisca N.; Rocha, Reginaldo C.; Toma, Henrique E.
2004-02-01

Resumo em inglês This paper provides a survey of general aspects involved in the coordination chemistry of low-valent (mainly +III,+II), low-spin (d p5,d p6) ruthenium ions with ethylenediamine-N,N,N',N'-tetraacetate (edta) and their substituted derivatives. The topics covered herein include structure, reactivity, kinetics, thermodynamics, electrochemistry and spectroscopy. The contributions from either our research group or the literature over the last three decades are focused in this review.

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Medidas do ambiente acústico em creche de suínos/ Measurements of the acoustic environment in a pig nursery

Silva, Késia O. da; Nääs, Irenilza de A.; Tolon, Yamilia B.; Campos, Leonardo S. L.; Salgado, Douglas D.
2007-06-01

Resumo em português Atualmente, não apenas os elementos do ambiente térmico influenciam a produtividade dos suínos, mas, também, a interação com o ambiente aéreo gerado na instalação, junto com o nível de ruídos. Estudou-se, neste trabalho, o perfil do ambiente acústico dentro de um galpão de creche de suínos usando-se mapas de distribuição da média dos níveis de ruído, em função da temperatura e umidade relativa do ar. O ambiente construído foi dividido em células/qua (mais) drantes de 2 m² e medidos, no centro geométrico no nível do leitão, o nível de ruído, a temperatura de bulbo seco e a umidade relativa do ar. Com os resultados mapeados, notou-se que o nível médio de ruído da creche foi de 12,49 dB mas não se encontraram correlações entre o ambiente térmico e o ambiente acústico. Os níveis de ruído obtidos estão abaixo dos valores preconizados internacionalmente para alojamento de suínos e dentro das normas nacionais vigentes para os trabalhadores da granja. Os resultados apontam que os leitões recém transferidos para a creche vocalizaram mais que aqueles que já estavam habituados ao ambiente (10,98 dB), resultando em nível médio de ruído superior (12,58 dB). Resumo em inglês Nowadays, it is known that not only thermodynamics elements influence swine productivity, but also the interaction with the aerial environment along with the noise level must be taken into account. This research studied the acoustic environment inside a pig nursery housing using average noise level distribution maps as a function of ambient temperature and relative humidity. The structural environment was divided in 2 m² cells. Noise level, air dry bulb temperature and r (mais) elative humidity were recorded at piglet height in the centre of each cell. The results were mapped and the resulting nursery noise level was found to be 12.49 dB. However, a positive correlation between thermal environment and noise level was not found. From the results, it was possible to estimate the room noise level due to presence of piglets at around 12.49 dB. The resulting noise level found was below the international limit for swine housing and in accordance to national standards for farm workers. The results indicate that the piglets that were recently transferred to that environment vocalized more than the ones already acquainted with the room (10.98 dB), presenting a higher level of noise (12.58 dB).

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EXTRAÇÃO DO COLESTEROL COM MISTURAS DE DIÓXIDO DE CARBONO E ETANO SUPERCRÍTICO

SALDAÑA, Marleny D. A.; HOMEM, Eduardo M; MOHAMED, Rahoma S.
1997-12-01

Resumo em português Existem fatores nutricionais e dietéticos, como a ligação comprovada entre o excesso do colesterol no sangue e doenças cardíacas e alguns tipos de câncer, que justificam as pesquisas de desenvolvimento de tecnologias que reduzam o teor de colesterol dos alimentos. Estudos anteriores demonstraram a viabilidade da utilização de CO2 e etano na remoção do colesterol do óleo de manteiga. O colesterol apresenta maior solubilidade no etano que no CO2; porém, o etano (mais) é de maior custo. A utilização de misturas CO2/etano, portanto, apresenta-se como uma alternativa atraente, devido à redução dos custos energéticos e econômicos. Utilizando um aparelho experimental de extração a altas pressões, que permite um controle independente de temperatura e pressão, foram determinadas as solubilidades do colesterol em misturas de CO2/etano supercríticos com 8%, 16%, 34%, 76%, 88% e 96,5% de etano, a 328,1 K e pressões de 120 a 190 bar. Os resultados experimentais mostram um aumento da solubilidade com a pressão e a composição de etano na mistura. Para correlacionar os dados experimentais foi usado um modelo termodinâmico que utiliza a equação de Peng-Robinson com as regras de mistura de van der Waals e a regra que considera o parâmetro de interação dependente da densidade, resultando numa equação de quarta ordem. A regra de mistura dependente da densidade se mostrou eficaz na correlação dos dados experimentais. Resumo em inglês There are nutritional and dietary factors, such as those linking excess blood cholesterol to heart diseases and cancer, that justify the development of a technology for the reduction of cholesterol levels in consumed meals. Previous studies have demonstrated the viability of using CO2 for the removal of cholesterol from butter oil. Cholesterol has higher solubility in ethane than in CO2. The use of CO2/ethane mixtures, therefore, presents as an attractive alternative, as (mais) a compromise between the higher ethane cost better cholesterol removal efficiency obtained and envolved. Using a high pressure experimental extraction apparatus that allows the independent control of temperature and pressure, cholesterol solubilities in supercritical CO2/ethane mixtures with 8%, 16%, 34%, 76%, 88% e 96,5% of ethane were determined at 328,1 K and pressures from 120 to 190 bar. Experimental results show an increase in solubility with pressure and a composition of ethane in the mixture. Experimental data were correlated with a thermodynamics model that uses Peng-Robinson equation with two different mixing rules: the normally used van der Waals and a rule that considers the interaction parameter density dependent resulting in a quartic equation of state. The density dependent mixing rule reveal more successful in the correlation of experimental data.

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Diagramas de Ellingham e de Van't Hoff: algumas considerações/ Ellingham and Van't Hoff diagrams: some considerations

Simoni, José de Alencar; Chagas, Aécio Pereira
2007-04-01

Resumo em inglês The main subject of this article is to show the parallelism betwen the Ellingham and Van't Hoff diagrams. The first one is a graphic representation of the changes in the standard Gibbs free energy (deltarGtheta) as a function of T and was introduced by Ellingham in 1944, in order to study metallurgic processes involving oxides and sulphides. On the other hand, the Van't Hoff diagram is a representation of the function ln K versus (1/T). The equivalence between both diagra (mais) ms is easily demonstrated, making simple mathematical manipulations. In order to show the parallelism between both diagrams, they are presented briefly and two examples are discussed. The comparison of the both diagrams surely will be helpful to students and teachers in their learning and teaching activities, and will certainly enrich important aspects of chemical thermodynamics.

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Determinação do coeficiente de atividade na diluição infinita (g¥) através da micro-extração em fase sólida (SPME)/ Determination of activity coefficients at infinite dilution through solid phase microextraction (SPME)

Fonseca, Douglas B.; Coelho, Gerson L. V.
2007-01-01

Resumo em inglês In this study a new approach, solid phase micro extraction (SPME), is used in the evaluation of the infinite dilution activity coefficient of the solute in a given solvent. It is the purpose of the current work to demonstrate a different approach to obtain the data needed for studying the solution thermodynamics of binary liquid mixtures as well as for designing multi-component separations. The solutes investigated at the temperature 298.15 K were toluene, ethyl benzene and xylene in the solvent methanol.

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Cálculo do volume na equação de van der Waals pelo método de cardano/ Volume calculation in van der Waals equation by the cardano method

Lemes, Nelson H. T.; Oliveira, Jessé M.; Braga, João P.
2010-01-01

Resumo em inglês Analytical solutions of a cubic equation with real coefficients are established using the Cardano method. The method is first applied to simple third order equation. Calculation of volume in the van der Waals equation of state is afterwards established. These results are exemplified to calculate the volumes below and above critical temperatures. Analytical and numerical values for the compressibility factor are presented as a function of the pressure. As a final example, (mais) coexistence volumes in the liquid-vapor equilibrium are calculated. The Cardano approach is very simple to apply, requiring only elementary operations, indicating an attractive method to be used in teaching elementary thermodynamics.

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Condições de equilíbrio termodinâmico: a função disponibilidade/ Conditions for thermodynamic equilibrium: the function availability

Nery, Alessandro Ranulfo Lima; Bassi, Adalberto Bono Maurizio Sacchi
2011-01-01

Resumo em inglês The thermodynamic equilibrium is a state defined by conditions which depend upon some characteristics of the system. It requires thermal, mechanical, chemical and phase equilibrium. Continuum thermodynamics, its radical restriction usually called homogeneous processes thermodynamics, as well as the classical thermodynamic science of reversible processes, each of them defines equilibrium in a differing way. But these definitions lead to the same physical contents.

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Concretos refratários engenheirados com expansão controlada para panelas de siderurgia/ Engineered refractory castables with controlled expansion for molten steel ladles

Braulio, M. A. L.; Milanez, D. H.; Sako, E. Y.; Brito, M. A. M.; Bittencourt, L. R. M.; Pandolfelli, V. C.
2008-03-01

Resumo em português A seleção de revestimentos refratários para a siderurgia é dependente de fatores termodinâmicos e microestruturais. O emprego de óxidos termodinamicamente estáveis, como a alumina e a magnésia, é fundamental para o aumento de vida útil do produto, por meio da melhoria na resistência à corrosão. Em temperaturas elevadas, estes óxidos reagem entre si, resultando na formação de espinélio, um composto quimicamente adequado para o contato com escórias agressi (mais) vas. Apesar desta vantagem, um extenso controle da espinelização in-situ é necessário, uma vez que esta reação possui caráter expansivo, podendo danificar a integridade estrutural do material. Deste modo, o objetivo deste trabalho é a análise do efeito das matérias-primas que constituem a matriz de concretos espinelizados sob a expansão residual resultante. Por meio deste estudo, concretos com microestruturas engenheiradas podem ser projetados, associando benefícios como elevada resistência à corrosão, devido à presença de espinélio, e tenacificação do sistema, decorrente de um estado de compressão gerado no revestimento da panela relacionado à expansão obtida em um espaço constrito. Sendo assim, concretos refratários adequados para esta aplicação podem ser produzidos, possibilitando vantagens econômicas associadas a um superior desempenho do revestimento refratário. Resumo em inglês Thermodynamics and microstructural analysis are of utmost importance to choose the best refractory lining for molten steel containers. In order to extend ladle lining life, thermodynamically stable oxides, such as alumina and magnesia, are essential. At higher temperatures, the in-situ reaction between these two oxides leads to the formation of spinel, which has an outstanding corrosion resistance. Due to this reaction, alumina-magnesia castables are liable to a great vol (mais) ume expansion. Because of this, controlling the spinel formation is fundamental to keep the integrity of the material. The extent to which this reaction affects the properties of these castables depends on the matrix raw materials. Considering this aspect, the aim of this study is to design a residual expansion based on previously engineered microstructure. Consequently, the association of chemical resistance and an excellent toughening mechanism can be attained, resulting in materials with better performance.

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Colapso da equipartição da energia/ The collapse of the equipartition principle

Braga, João Pedro
2001-10-01

Resumo em inglês This paper discuss the consequences of the equipartition principle when used to calculate the heat capacity of atoms and molecules, a discussion that appeared at the end of XIX century and beginning of the XX century. Classical molecular thermodynamics prediction of the heat capacity is introduced, followed by a presentation of the degrees of freedom of a system. The historical discussion that appeared at the time, by Dulong, Petit, Maxwell, Boltzmann, Rayleigh and Kelvin (mais) is discussed afterwards. The necessity of a new theory is also presented as a direct consequence of the equipartition principle collapse.

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Calor e trabalho: são estes conceitos invariantes sob a permuta sistema-vizinhança?/ Heat and work concepts: are they invariant under a system-surroundings interchange?

Anacleto, Joaquim; Ferreira, José M.
2008-01-01

Resumo em inglês It is argued that the invariants associated to the First Law of Thermodynamics and to the concept of identical processes lead to a clear definition of heat and work. The conditions for heat and work to be invariant under a system-surroundings interchange are also investigated. Finally, examples are presented to illustrate the above conditions.

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Aspectos coloidais da adesão de micro-organismos/ Colloidal aspects of bacterial adhesion

Araújo, Emiliane Andrade; Andrade, Nélio José de; Carvalho, Antônio Fernandes de; Ramos, Afonso Mota; Silva, Cleuber Antônio de Sá; Silva, Luis Henrique Mendes da
2010-01-01

Resumo em inglês The ability of bacteria to attach to surface and develop into a biofilm has been of considerable interest to food industry. Electrostatic, Lifhistz-van der Waals and Lewis acid-base forces are usually considered responsible for the interactions at the interface of the bacterial adhesion. The study of microbial adhesion thermodynamic is important because it represents the reflection of microbial surface and food processing surface physicochemical characteristics. This revi (mais) ew examines the most important aspects involved in bacterial attachment to a surface with emphases in thermodynamics of adhesion process.

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Adsorção de íons fosfato em óxido de nióbio hidratado/ Adsorption of phosphate ions on hydrous niobium oxide

Rodrigues, Liana Alvares; Silva, Maria Lúcia Caetano Pinto da
2009-01-01

Resumo em inglês The adsorption kinetics of phosphate on Nb2O5.nH2O was investigated at initial phosphate concentrations 0.25, 0.50 and 1.00 mg.L-1. The kinetic process was described by a pseudo-second-order rate model very well. The adsorption thermodynamics was carried out at 298, 308, 318, 328 and 338 K. The positive values of both ΔH and ΔS suggest an endothermic reaction and increase in randomness at the solid-liquid interface during the adsorption. ΔG values obtained (mais) were negative indicating a spontaneous adsorption process. The Langmuir model described the data better than the Freundlich isotherm model. The effective desorption could be achieved using water at pH 12.

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A quantidade de matéria nas ciências clássicas/ The chemical amount in classical sciences

Nery, Alessandro Ranulfo Lima; Bassi, Adalberto Bono Maurizio Sacchi
2009-01-01

Resumo em inglês The chemical amount values vary in a discrete or continuous form, depending on the approach used to describe the system. In classical sciences, the chemical amount is a property of the macroscopic system and, like any other property of the system, it varies continuously. This is neither inconsistent with the concept of indivisible particles forming the system, nor a mere approximation, but it is a sound concept which enables the use of differential calculus, for instance, (mais) in chemical thermodynamics. It is shown that the fundamental laws of chemistry are absolutely compatible to the continuous concept of the chemical amount.

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A entropia de Hawking para buracos negros: um exercício de análise dimensional a partir de um texto de divulgação/ Hawking's entropy calculation for black holes: an exercise of dimensional analysis from a divulgation text

Bastos Filho, Jenner Barretto; Araújo, Roberto Moreira Xavier de
2007-01-01

Resumo em português A expressão matemática da entropia de um fenômeno que seja, a um só tempo, quântico, relativístico e gravitacional deve conter explicitamente a constante de Planck h/2pi, a velocidade da luz no vácuo c e a constante da gravitação universal de Newton G. Além disso, a entropia enquanto conceito termodinâmico e estatístico também deve conter explicitamente a constante de Boltzmann k. Partindo dessas idéias diretrizes obtemos a fórmula da entropia de Hawking pa (mais) ra buracos negros em N dimensões, lançando mão: (i) dos métodos da análise dimensional; (ii) da conexão entre entropia e informação; e, (iii) do princípio holográfico. Resumo em inglês The mathematical expression of the entropy valid for a quantum, relativistic and gravitational phenomenon must explicitly contain the Planck constant h/2pi, the velocity of light in vacuum c and Newton gravitational constant G. Besides this the entropy, as a thermodynamics and statistical concept, must also explicitly contain Boltzmann constant k. Starting from these ideas we are able to calculate Hawking's entropy valid for black holes in N dimensions. In order to calcul (mais) ate Hawking's entropy we use the following ingredients: (i) the methods of dimensional analysis; (ii) the connection between entropy and information; and (iii) the holographic principle.

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