Termodinâmica
Leis dos gases, transferência de calor, entropia e ciclos de máquinas térmicas
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Carta psicrométrica
Ar úmido para ventilação: temperatura de bulbo seco, umidade relativa, umidade absoluta, ponto de orvalho, temperatura de bulbo úmido, en…
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Ciclo Brayton
Diagrama P–V: compressão isentrópica, adição isobárica de calor, expansão isentrópica, rejeição isobárica — base da turbina a gás e do tu…
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Efeito Joule–Thomson
Estrangulamento isentálpico: no gás ideal ΔT = 0; coeficiente μ_JT de aula com curva de inversão para o gás real.
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Isotermas de van der Waals
Variáveis reduzidas P_r, V_r, T_r; ponto crítico; laço abaixo de T_c (não se faz a construção de Maxwell).
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Convecção de Bénard
Camada de líquido aquecida por baixo: número de Rayleigh Ra e limiar Ra_c ≈ 1708; células de Bénard e rolos esquemáticos.
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Corpo negro: espectro de Planck
Radiância espectral B_λ(λ,T) segundo Planck; lei do deslocamento de Wien λ_max ∝ 1/T; lei de Stefan–Boltzmann M = σT⁴ e integral numérica…
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Ciclo Rankine
Diagrama T–s com a cúpula de vapor e esboço P–v: bomba, caldeira, turbina, condensador; controles do título x₄ e das pressões.
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Ciclo de refrigeração (Carnot inverso)
O mesmo contorno do ciclo de Carnot, mas percorrido no sentido oposto; coeficiente de performance COP_R e COP da bomba de calor; T_C e T_…
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Ciclo de refrigeração por compressão de vapor
Compressor, condensador, válvula de expansão e evaporador: coeficiente de performance, capacidade de refrigeração, relação de pressões e…
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Transferência de calor em uma aleta
Aleta reta retangular com convecção: perfil de temperatura, parâmetro mL, eficiência da aleta η_f, efetividade da aleta ε_f e fluxo de ca…
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Capacitância térmica concentrada
Resfriamento de um corpo com número de Biot pequeno: lei de Newton, comprimento característico, tempo τ = ρVc/(hA), curva T(t) e verifica…
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Atrito em tubulação e diagrama de Moody
Número de Reynolds, rugosidade relativa, fator de atrito de Swamee–Jain / Colebrook e perdas pela equação de Darcy–Weisbach.
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Ressalto hidráulico
Canal retangular: número de Froude, profundidade crítica, profundidades conjugadas, perda de energia, regimes fluvial e torrencial.
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Condução em parede multicamada
Três camadas em série: R″ = L/k, densidade de fluxo q″ e coeficiente de transferência de calor U; perfil T(x); caso reboco / tijolo / lã…
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Parcelamento adiabático de uma nuvem
Levantamento de uma parcela úmida: gradiente seco Γ, nível de condensação, gradiente úmido simplificado; umidade relativa e esboço da nuv…
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Comparação de ciclos de máquinas térmicas
Um diagrama P–V: Carnot, Otto, Diesel, Stirling e esboço de Rankine — as mesmas fórmulas das páginas isoladas.
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Ciclo Diesel
Ciclo-padrão a ar: compressão adiabática, adição isobárica de calor, expansão adiabática, rejeição isocórica; rendimento η(ρ_c, β).
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Demônio de Maxwell
Bilhar plano com portão: as partículas rápidas passam pelo limiar |v|; médias ⟨|v|⟩ à esquerda e à direita; princípio de Landauer.
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Efeito Leidenfrost
Temperatura da placa em torno do limiar ~200 °C: curvas da camada de vapor e do tempo de vida — modelo de aula, não dados medidos de ebul…
- NovoUniversidade / pesquisa
Efeitos Peltier e Seebeck
A corrente transporta calor pela junção; a diferença de temperatura ΔT cria uma tensão em milivolts — um termopar, dois regimes.
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Expansão de Joule
Gás ideal no vácuo: Q = W = ΔU = 0; ΔS = nR ln 2 quando o volume dobra.
- NovoUniversidade / pesquisa
Modelo de Ising bidimensional
Algoritmo de Metropolis na rede quadrada: kT/J, magnetização |m| e energia; T_c ≈ 2,27; campo h opcional.
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Gás de Lorentz
Partícula pontual com reflexões especulares em discos rígidos dentro de uma caixa: trajetórias caóticas e crescimento do deslocamento qua…
- NovoUniversidade / pesquisa
Percolação em rede
Probabilidade de ocupação do sítio p: aglomerados, percolação da esquerda para a direita, limiar p_c ≈ 0,593; estimativa tosca da dimensã…
- NovoUniversidade / pesquisa
Agregação limitada por difusão (DLA)
Passeios aleatórios que aderem no primeiro contato com a semente numa rede quadrada; crescimento fractal ramificado, em 2D dimensão de ma…
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Modelo de incêndio florestal
Rede toroidal: árvores com probabilidade p, raio f, fogo pelos quatro vizinhos; grandes surtos e um regime próximo da criticidade auto-or…
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Modelo de segregação de Schelling
Dois tipos de agentes num toro com vazios: os insatisfeitos trocam de lugar com uma célula vazia ao acaso se a fração de vizinhos ocupado…
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Osciladores de Kuramoto
Fases θ_i com acoplamento todos-com-todos e frequências próprias ω_i: o parâmetro de ordem r = |N⁻¹ Σ e^{iθ_i}| cresce com a constante de…
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Modelo de Vicsek
Partículas autopropulsoras num toro: alinham a direção com a média dos vizinhos no raio R, ruído η, deslocamento com velocidade v₀; polar…
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Autômatos celulares elementares de Wolfram
Autômato binário unidimensional com código de regra R ∈ [0, 255]: espaço-tempo, toro ou bordas nulas, um único «1» ou início aleatório; i…
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Crescimento de Eden
Modelo de Eden na rede quadrada: em cada passo ocupa-se, com igual probabilidade, um sítio vazio entre os quatro vizinhos do aglomerado;…
- NovoUniversidade / pesquisa
Modelo de Ising: algoritmo de Wolff
Ising ferromagnético no toro (h = 0): congelam-se ligações paralelas com probabilidade 1 − e^(−2βJ) e inverte-se um aglomerado de um só s…
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Rede de Hopfield
Rede binária 10×10: regra de Hebb para memorizar padrões, energia E = −½ Σ w_ij S_i S_j e atualizações assíncronas — descida aos atratore…
- NovoUniversidade / pesquisa
Distribuições de Bose–Einstein e Fermi–Dirac
Ocupação f(E) no ensemble grande canônico aos mesmos T e μ: Fermi–Dirac, Bose–Einstein e Maxwell–Boltzmann clássico.
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Gás ideal
Partículas numa caixa: equação de estado PV = nRT; pressão e temperatura ao mudar o número de partículas e o volume.
- Escola
Leis dos gases
Leis de Boyle–Mariotte, de Charles e de Gay-Lussac com pistão móvel: dependências P(V), V(T) e P(T).
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Transferência de calor
Condução numa malha, deslocamento horizontal e resfriamento por irradiação ou por Newton, com fronteiras de temperatura fixas.
- Escola
Diagrama de fases
Diagrama p–T esquemático: sólido, líquido, gás e fluido supercrítico; pontos triplo e crítico.
- Escola
Ciclo de Carnot
Animação do ciclo no diagrama p–V: duas isotermas e duas adiabáticas; rendimento η = 1 − T_C/T_H.
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Distribuição de Maxwell–Boltzmann
Histograma do módulo da velocidade |v| a partir de componentes gaussianas, comparado à densidade de probabilidade de Maxwell em 3D; tempe…
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Dilatação térmica
Alongamento linear ΔL = α L₀ ΔT; comparação da barra de referência com o comprimento depois do aquecimento ou do resfriamento.
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Movimento browniano
Partícula pesada com impulsos aleatórios e atrito; trajetória e dependência do deslocamento quadrático médio ⟨r²⟩ com o tempo.
- NovoEscola
Ciclo Otto
Diagrama p–V: compressão e expansão adiabáticas, adição isocórica de calor; rendimento η = 1 − r^{1−γ}.
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Mistura de gases e entropia
Dois gases separados, depois misturados; ΔS = 2nR ln 2 para volumes e quantidades de matéria iguais.
- NovoEscola
Ciclo Stirling
Diagrama p–V: duas isotermas e duas isócoras; o rendimento ideal iguala o de Carnot com regenerador perfeito.
- NovoEscola
Vapor úmido no diagrama T–s
Região bifásica da água no diagrama T–s: curvas de saturação, isóbara horizontal, título x e superaquecimento.