TERMODINÂMICA: EU SEI QUE VOU TE AMAR

Os fenômenos térmicos são eventos que ocorrem à nossa volta diariamente e fazem parte de nossa experiência comum. Sentimos as alterações da temperatura ambiente ao longo do dia e percebemos as mudanças climáticas, causadas pelas variações de pressão e temperatura atmosféricas. O primeiro uso da energia térmica foi sem dúvida a criação do fogo que supria as necessidades humanas dos climas frios e também na preparação dos alimentos. Com o passar do tempo e o surgimento de povos mais desenvolvidos, foram surgindo necessidades onde apenas a energia proveniente do fogo não era suficiente para resolver problemas que surgiam a cada instante. Através do desenvolvimento da agricultura e também da domesticação de animais, o homem sentiu a dificuldade que havia no transporte e elevação de cargas para outros lugares criando assim, mecanismos que funcionavam através da força muscular do próprio homem ou dos animais. Foram criados dispositivos que facilitavam enormemente suas tarefas como, por exemplo, à utilização de polias para a elevação de cargas ou também o plano inclinado para a execução de pequenos esforços. Mas, havia a busca da substituição dos esforços braçais que comandavam os mecanismos existentes por outro tipo de ação de força, ou seja, buscava-se uma máquina autônoma que poderia ser alimentada indefinidamente por algum tipo de combustível. A primeira máquina que surgiu com esse objetivo foi a máquina a vapor.
Dessa forma, surgiu a ciência termodinâmica (do grego Therme “calor” e dynamis “força”) que estuda as relações entre calor, temperatura, trabalho e energia. Como consequência, surgem as Leis da termodinâmica.
O estudo dos fenômenos de transferência de calor e termodinâmica, tem aplicações diversas e estão presentes no nosso cotidiano em que podemos citar situações que utilizamos frequentemente e arriscar algumas perguntas tais como: Por que aparelhos de ar condicionado devem ser instalados na parte superior dos aposentos? Por que a maioria dos sistemas de aquecimento de água por energia solar não utilizam sistema de bombeamento? Por que os aparelhos de ar condicionado produzem água na parte traseira? Ou também por que os alimentos cozinham mais rápido na panela de pressão? Essas e outras diversas questões são de uso totalmente prático e representam sem dúvida aplicações diretas dos estudos da termodinâmica e transferência de calor e que serão abordadas no decorrer dessa obra.
A proposta desse livro é apresentar ao leitor os fundamentos de aplicação dos fenômenos do calor, abordando alguns conceitos tradicionais já conhecidos em diversas obras desse assunto. O diferencial nesse caso, é introduzir os conhecimentos essenciais ao leitor iniciante de modo que ele possa desenvolver de acordo com os exemplos de exercícios resolvidos e problemas mais complexos em cada tópico de estudos. Os tópicos são abordados por meio da divisão das principais aplicações do tema, ou seja, energia térmica para aquecimento e energia térmica para resfriamento. O uso de recurso computacional torna-se uma ferramenta essencial no estudo da termodinâmica, visto que, em diversas aplicações práticas as vezes não é viável a resolução de um problema pelo método tradicional, devido a obtenção de funções complexas que se torna impossível a sua resolução analiticamente. Dessa forma, o autor busca elucidar o tema utilizando o recurso de ferramentas computacionais por meio dos softwares gratuitos tais como Interactive Thermodynamics e Interactive Heat transfer.