RELATIVIDADE SOBRE RADIÇÃOCOSMICADEFUNDO E TEMPERTURANO VACUO

Radiação cósmica de fundo e temperatura do vácuo[editar | editar código-fonte]

É possível usar a definição de igualdade de temperaturas fornecida pela lei zero da termodinâmica para determinar a temperatura de sistemas aos quais, a rigor, o conceito de temperatura não se aplicaria: a exemplo, para o vácuo perfeito, onde não há partículas, ou para sistemas compostos por "partículas" que não possuam massa de repouso, como os sistemas compostos apenas por fótons, partículas diretamente associadas às ondas eletromagnética. Como todos os objetos emitem radiação de corpo negro, um termômetro posto no vácuo em um local hipotético onde não haja ondas eletromagnéticas iria irradiar a sua própria energia térmica, o que levaria a um decréscimo gradual em sua temperatura até que esta alcance o limite da energia de ponto zero. Neste momento poder-se-ia dizer que o termômetro entrou em equilíbrio com o vácuo, e por definição, estão portanto à mesma temperatura: a temperatura de vácuo perfeito (onde não há, inclusive, ondas eletromagnéticas) é portanto zero Kelvin.

Mais realisticamente, não há vácuo com estas características. A exemplo, um termômetro em uma câmara de vácuo mantida a uma certa temperatura (a câmara de vácuo está normalmente em um laboratório à temperatura ambiente) irá entrar em equilíbrio com a radiação térmica oriunda das paredes da câmara, e com o tempo, o termômetro alcançará a temperatura da própria câmara. Se um termômetro que orbita a Terra for exposto à luz solar, então tal termômetro entrará em equilíbrio em uma temperatura para a qual a energia total recebida do Sol é exatamente igual à energia irradiada pelo termômetro em virtude da irradiação térmica, sendo esta última muito dependente da temperatura do termômetro. Para um corpo negro sob radiação idêntica à que a Terra recebe do Sol, esta temperatura de equilíbrio seria de cerca de 281 K (8 °C). Esta análise, quando aplicada à Terra, é em verdade um pouco mais complicada visto que a terra apresenta um albedo diferente de 0, isto é, tem um nível de refletividade de cerca de 30 %, e há também o efeito estufa, o que implica uma temperatura média global junto à superfície do planeta um pouco maior do que a citada, cerca de 15 °C. Entretanto sempre verifica-se que a energia recebida iguala-se à irradiada para a temperatura de equilíbrio nestas condições. Mesmo para um termômetro bem distante do de qualquer fonte de radiação térmica, ou seja, bem distante do Sistema Solar e de qualquer outra estrela ou corpo material, ainda obter-se-ia uma temperatura de equilíbrio diferente de zero kelvin em virtude da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. A temperatura de equilíbrio para tal termômetro nestas condições é, na atual situação de expansão do universo, de 2,725 K, sendo esta a temperatura do gás de fótons que, análogo ao que seria produzido por um corpo negro à citada temperatura, constitui a radiação cósmica de fundo. Esta temperatura,

\left(2,72548\pm 0,00057\right)~K

, é referida como a temperatura de vácuo.^[9]

A radiação cósmica de fundo apresenta uma radiância espectral com a frequência de maior densidade de energia situada na faixa de micro-ondas, isto no presente estágio da expansão do Universo. O estudo da radiação cósmica de fundo foi e é de grande interesse para os cientistas pois suas origens remontam diretamente às origens do universo. Os resultados experimentais obtidos no estudo da mesma são compatíveis com os previstos pelo modelo do big bang, o que inclui a atual temperatura, 2,725K, e a radiação de corpo negro é um dos pilares experimentais sobre os quais se assenta tal modelo.^[10]

Definições[editar | editar código-fonte]

Com base na lei zero da termodinâmica[editar | editar código-fonte]

Uma definição primária de temperatura pode ser obtida a partir da lei zero da termodinâmica e do conceito de equilíbrio termodinâmico, que diz que, se dois sistemas,

A~e~B

, separados por fronteira comum diatérmica, estão em equilíbrio térmico, e um terceiro sistema

C

está em equilíbrio térmico com o sistema

A

, então os sistemas

B~e~C

estão também necessariamente em equilíbrio, sendo o equilíbrio térmico portanto uma relação transitiva, ou seja, uma relação de equivalência. Como

A,~B~e~C

estão todos em equilíbrio térmico, é razoável dizer que os sistemas compartilham um valor comum de alguma propriedade. Esta propriedade é chamada de temperatura. Termômetros e escalas de temperatura podem facilmente ser construídos em virtude do exposto. Deste raciocínio surgem as escalas ordinárias de temperatura.

Ao elaborar-se um termômetro e uma escala de temperatura é muito útil estabelecer-se uma correlação entre os valores de uma propriedade física sensivelmente dependente da temperatura e facilmente mensurável em um sistema de referência adequadamente escolhido e os valores de temperatura deste sistema. Uma vez estabelecido o sistema de referência, qualquer outro dispositivo de medição pode, mediante a lei zero, ser calibrado com base na propriedade escolhida do sistema de referência e utilizado, depois, para medir a temperatura de qualquer outro sistema. O mais famoso de tais sistemas de referência e que acaba por levar ao conceito de zero absoluto (0 kelvin) é o formado por uma certa amostra de gás ideal confinada em um recipiente que permita a variação e controle tanto da pressão como do volume do gás em questão. Encontra suporte na lei dos gases ideais que afirma ser o produto da pressão pelo volume (

P\cdot V

) de um gás idealdiretamente proporcional à temperatura deste gás:^[8]

P\cdot V=n\cdot R\cdot T

(1)

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

TRANSFORMAÇÕES ⇔ INTERAÇÕES ⇔ TUNELAMENTO ⇔ EMARANHAMENTO ⇔ CONDUTIVIDADE ⇔ DIFRAÇÕES ⇔ estrutura eletrônica, spin, radioatividade, ABSORÇÕES E EMISSÕES INTERNA ⇔ Δ de temperatura e dinâmicas, transições de estados quântico Δ ENERGIAS, ⇔ Δ MASSA , ⇔ Δ CAMADAS ORBITAIS , ⇔ Δ FENÔMENOS , ⇔ Δ DINÂMICAS, ⇔ Δ VALÊNCIAS, ⇔ Δ BANDAS, Δ entropia e de entalpia, E OUTROS.

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

x
TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
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N l   El             tf l

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Ta l   Rl

         Ll

D

onde

T

é a temperatura,

n

é o número de mols de um gás qualquer, e

R

é a constante universal dos gases perfeitos. O procedimento consiste em colocar-se a amostra de gás em equilíbrio térmico com o sistema no qual quer-se determinar a temperatura, ajustar o volume do gás a um valor preestabelecido, e então ler-se a pressão do gás mediante um manômetro acoplado ao recipiente do mesmo, sendo então a leitura da pressão do gás diretamente associada a uma dada temperatura mediante uma escala gravada no próprio manômetro. Assim, pode-se definir uma escala de temperatura baseada na pressão de um gás ideal mantido a volume constante. Há ainda a opção de fixar-se uma pressão e não uma temperatura padrão, e então associar-se um valor de temperatura ao respectivo volume ocupado pelo gás em tais condições, grandeza última também facilmente mensurável. No primeiro caso temos um termômetro de gás a volume constante, no segundo um termômetro de gás à pressão constante. Na prática, tais termômetro a gás não são de uso muito prático, porém fornecem uma excelente e acurada referência para calibrar-se outros instrumentos de uso mais prático, a exemplo os termômetros de mercúrio ou álcool.

Visto que a pressão, o volume e a quantidade de matéria (número de mols) de uma amostra de gás ideal são maiores ou no limite iguais a zero, vê-se facilmente que a medida de temperatura dele derivada deve ser sempre igual ou maior do que zero: os conceito de zero absoluto e de uma escala absoluta com valores sempre positivos para esta grandeza (a escala Kelvin) decorrem diretamente dos estudos associados ao termômetros de gases ideais. Na prática não é possível construir-se um termômetro de gás que permita a medida direta do zero absoluto visto que os gases tendem a se condensar e a se solidificar antes de alcançarem o zero absoluto. Uma extrapolação dos resultados obtidos a partir do comportamento deste gás para regiões onde este ainda porta-se como um gás ideal leva direto ao conceito de zero absoluto, entretanto. Abaixo vê-se a dependência de algumas propriedades físicas que, assim como o volume e a pressão, são dependentes dos valores de temperatura dos respectivos sistemas.

Efeitos da temperatura
Temperatura	Velocidade do som	Densidade do ar	Impedância acústica
$\vartheta$ em °C	c em m·s⁻¹	ρ em kg·m⁻³	Z em N·s·m⁻³
+35	351,96	1,1455	403,2
+30	349,08	1,1644	406,5
+25	346,18	1,1839	409,4
+20	343,26	1,2041	413,3
+15	340,31	1,2250	416.9
+10	337,33	1,2466	420,5
+5	334,33	1,2690	424.3
±0	331,30	1,2920	428,0
-5	328,24	1,3163	432,1
-10	325,16	1,3413	436,1
-15	322,04	1,3673	440,3
-20	318,89	1,3943	444,6
-25	315,72	1,4224	449,1

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

x
TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
T l   T l    E l      Fl        dfG l

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D

Com base na segunda lei da termodinâmica[editar | editar código-fonte]

É também possível definir a temperatura a partir do segunda lei da termodinâmica, que trata da entropia, sendo diretamente aplicada na determinação do rendimento de máquinas térmicas, no definiçao de processos reversíveis e irreversíveis, no estudo da máquina de Carnot, entre outros, e o autor é remetido aos artigos específicos a fim de adquirir compreensão sobre a citada grandeza e lei caso estas não sejam de seu domínio.

Conforme estabelecido pela termodinâmica, a diferença de temperaturas é responsável pelo calor entre dois sistemas. Também tem-se que, satisfeitas as condições restritivas em um sistema, como o valor de sua energia interna, o volume disponível, e outras, o estado de equilíbrio deste sistema corresponde ao estado para o qual a sua entropia é a máxima possível. Há certamente uma relação entre entre temperatura e entropia, e para encontrar-se esta relação, considera-se primeiramente a relação entre calor e trabalho em uma máquina térmica com máximo rendimento (processo reversível). A máquina térmica é um dispositivo para converter calor em trabalho mecânico e uma análise da máquina térmica de Carnot fornece as relações necessárias. O trabalho de uma máquina térmica corresponde a uma diferença entre o calor introduzido no sistema de maior temperatura,

Q_{H}

, e o calor ejetado no sistema de menor temperatura,

Q_{C}

^{[nota 6]}. O rendimento

r

é o trabalho executado dividido pelo calor introduzido no sistema ou:

r={\frac {w_{{cy}}}{Q_{H}}}={\frac {Q_{H}-Q_{C}}{Q_{H}}}=1-{\frac {Q_{C}}{Q_{H}}}

(2)

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

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DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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D

onde

w_{{cy}}

é o trabalho fornecido por ciclo. O rendimento depende apenas de

{\frac {Q_{C}}{Q_{H}}}

. Como

Q_{C}~eQ_{H}

correspondem à transferência de calor nas temperaturas

T_{C}~e~T_{H},~{\frac {Q_{C}}{Q_{H}}}

deve ser uma função destas temperaturas:

{\frac {Q_{C}}{Q_{H}}}=f(T_{H},T_{C})

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

O teorema de Carnot estabelece que qualquer máquina reversível que trabalha entre os mesmos reservatórios de calor tem o mesmo rendimento. Assim, uma máquina operando entre

T_{H}~e~T_{C}

deve ter o mesmo rendimento que uma constituída de dois ciclos, um trabalhando entre

T_{H}~e~T_{M}

e o segundo operando entre

T_{M}~e~T_{C}

, com

T_{H}>T_{M}>T_{C}

. Neste caso o trabalho total

W=Q_{1}~r

é a soma do trabalho

W_{1}=Q_{H}~r_{1}

com o trabalho

W_{2}=[Q_{1}(1-r_{1})]r_{2}

, onde o fator

[Q_{1}(1-r_{1})]

corresponde ao calor rejeitado no primeiro ciclo e que alimenta o segundo ciclo.

W=W_{1}+W_{2}=Q_{H}r_{1}+[Q_{H}(1-r_{1})]r_{2}

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

Isto implica:

r=r_{1}+r_{2}-r_{1}r_{2}

Substituindo a expressão para o rendimento total e de cada etapa em função dos calores associados

Q_{H},~Q_{M}~e~Q_{C}

tem-se, após alguns cálculos, que:

r=1-{\frac {Q_{H}Q_{M}}{Q_{M}Q_{C}}}

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

o que implica:

{\frac {Q_{H}Q_{M}}{Q_{M}Q_{C}}}\;=\;f(T_{H},T_{C})\;=\;f(T_{H},T_{M})f(T_{M},T_{C}),

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

Como a primeira função é independente de

T_2

, esta temperatura deve ser cancelada do lado direito, significando que

f(T_{H},T_{C})

é da forma

{\frac {g(T_{H})}{g(T_{C})}}

(isto é,

f(T_{H},T_{C})=f(T_{H},T_{M})\cdot f(T_{M},T_{C})={\frac {g(T_{H})}{g(T_{M})}}\cdot {\frac {g(T_{M})}{g(T_{C})}}={\frac {g(T_{H})}{g(T_{C})}}

), onde

g

é uma função de uma única temperatura. A escala de temperatura pode ser escolhida agora por meio da propriedade:

{\frac {Q_{C}}{Q_{H}}}={\frac {T_{C}}{T_{H}}}

(4)

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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Esta expressão estabelece que a razão de temperaturas entre dois corpos pode ser praticamente determinada através da medida dos calores

Q_{H}~e~Q_{C}

envolvidos quando uma máquina com o máximo rendimento possível opera tendo os mesmos por fonte quente e fonte fria. Estabelecendo-se por fim uma temperatura de referência, a exemplo a temperatura do ponto triplo da água como 273,16 K, determina-se uma escala completa de temperaturas e um mecanismo para a medida da mesma de validade geral: tal escala conforme definida, é justamente a escala kelvin de temperaturas.

Substituindo-se a equação 4 na equação 2, obtém-se a relação do rendimento em termos de temperatura:

r=1-{\frac {Q_{C}}{Q_{H}}}=1-{\frac {T_{C}}{T_{H}}}

(5)

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

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[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

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DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
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sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

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Observa-se que para

T_{C}=0~K

, o rendimento é 100% e que o rendimento fica maior que 100% abaixo de 0 K. Como uma eficiência maior que 100% é contrária à primeira lei da termodinâmica, 0 K é então a menor temperatura possível, ou o zero absoluto. De fato, a menor temperatura já alcançada é de

20~n,K

como relatado em 1985 pelo National Institute of Standards and Technology (NIST). Subtraindo o lado direito da equação 5 da parte média e reorganizando, obtém-se:

{\frac {Q_{H}}{T_{H}}}-{\frac {Q_{C}}{T_{C}}}=0

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

onde o sinal negativo indica o calor retirado do sistema. Esta relação sugere a existência de uma função de estado,

S

, definida como :

dS={\frac {dQ_{{\mathrm {rev}}}}{T}}

(6)

onde o índice indica um processo reversível. A variação da função num ciclo qualquer é zero, como é necessário para qualquer função de estado. Esta função é a entropia do sistema como descrito acima. Podemos reordenar a equação 6 para obter a definição da temperatura em termos de entropia e de calor:

T={\frac {dQ_{{\mathrm {rev}}}}{dS}}

(7)

Para um sistema onde a entropia pode ser formulada como uma função

S(U,V,N,etc)

da energia interna

U

a temperatura é dada por :

T={\frac {\partial U_{(S,V,N,etc.)}}{\partial S}}

(8)

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

x
TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
T l   T l    E l      Fl        dfG l

N l   El             tf l

P l   Ml           tfefel

Ta l   Rl

         Ll

D

A temperatura é portanto a taxa de variação da energia interna com respeito à entropia quando as demais variáveis, a saber o volume, são mantidas constantes (o que implica

dQ_{{rev}}=dU

mediante a primeira lei da termodinâmica uma vez que a variação de volume e em consequência o trabalho são nulos, e na expressão anterior por conseguinte).

Com base na física estatística[editar | editar código-fonte]

As definições modernas da temperatura mostram-se todas de alguma forma relacionadas à física estatística, e nesta a temperatura é definido em termos da energia cinética média por graus de liberdade de cada partícula integrante do sistema. A temperatura é associada ao movimento das partículas em uma determinada substância, aumentando se a energia de movimento, ou agitação, das partículas aumentarem, e vice versa. Neste contexto o termo movimento das partículas não implica restrição ao movimento de translação das mesmas (no movimento associado à trajetória retilínea ou balística), mas também envolve as energias cinéticas internas de uma determinada partícula, a saber as associadas à vibração e rotação, conforme antes abordado.

Moléculas têm mais graus de liberdade do que átomos individuais visto que podem vibrar e rotacionar, além de transladar. Em equilíbrio, entretanto, tem-se sempre a mesma energia média associada a cada grau de liberdade da partícula, sendo a temperatura diretamente associada a esta energia média. A temperatura é, em essência, uma medida de energia cinética média por grau de liberdade e por partícula, portanto, podendo perfeitamente ser medida em joules.

Como qualquer corpo com temperatura diferente de 0 K emite radiação térmica, um segundo corpo pode absorver essas ondas na forma de energia eletromagnética que se propagam pelo espaço, tendendo a entrar em equilíbrio termodinâmico com o primeiro. Esse evento é chamado de transferência de energia térmica, isto é, calor. A emissão de radiação não cessa após o equilíbrio térmico, pois todo corpo que tenha agitação térmica, ou seja, temperatura, mesmo que próxima a 0 K, irradia sua energia.

Como as ondas eletromagnéticas também podem se propagar no vácuo, a transferência de calor de um corpo a outro ocorre mesmo se não existir meio material entre os dois, como é o caso da energia emitida pelo Sol e que chega à Terra. O mesmo não ocorre com condução térmica nem com convecção.

Classificação da matéria quanto à propagação de calor[editar | editar código-fonte]

Nem todos meios materiais permitem a propagação das ondas de calor através deles. Assim, pode-se classificá-los em:

Diatérmicos: meios que permitem a propagação das ondas de calor através deles (são transparentes às ondas de calor). Exemplo: ar.

Atérmicos: meios que não permitem a propagação das ondas de calor através deles (são opacos às ondas de calor). Exemplo: parede de tijolos.

Corpo Negro e Radiação Térmica[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Corpo negro

Corpo negro é aquele que absorve toda a radiação eletromagnética que nele incide, ou seja, nenhuma onda o atravessa (somente em casos específicos) nem é refletida. Tal corpo, a princípio, não pode ser visto,^[4] advindo desse o nome corpo negro. Apesar disso, corpos negros emitem radiação, o que permite determinar sua temperatura. Em equilíbrio termodinâmico (em temperatura constante), um corpo negro ideal irradia energia na mesma taxa que a absorve,^[4] sendo essa uma das propriedades que o tornam uma fonte ideal de radiação térmica^[5](chamada de radiação de corpo negro).^[6] Corpos negros não existem na natureza, visto que nenhum objeto tem absorção e emissão perfeitas. A emissividade de um corpo é definida pela relação entre sua radiância e a do corpo negro.

Leis de Wien e de Planck[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Lei de Wien

Ver artigo principal: Lei de Planck

Leis de Wien e de Planck: à medida que a temperatura diminui, o pico da curva da radiação de um corpo negro se desloca para menores intensidades e maiores comprimentos de onda.

A figura ao lado mostra o espectro da radiação térmica emitida por corpos a várias temperaturas. Ao incidir sobre um corpo, parte da radiação térmica é absorvida (a), parte é refletida (r), e o resto é transmitido (t). A partir do princípio de conservação de energia, tem-se que:

a+r+t=1

Erro de citação: Elemento <ref> inválido; nomes inválidos (por exemplo, são demasiados)

A Lei de Wien relaciona o comprimento de onda em que há máxima emissão de radiação de corpo negro com uma temperatura e determina que o comprimento de onda emitido diminui com o aumento da temperatura:

\lambda _{{max}}={\frac {b}{T}}

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

onde

\lambda _{{max}}\,

é o comprimento de onda (em metros) no qual a intensidade da radiação eletromagnética é a máxima;

T\,

é a temperatura do corpo negro em Kelvin (K), e

b\,

é a constante de proporcionalidade, chamada constante de dispersão de Wien, em Kelvin-metros (K • m).

A Lei de Planck para radiação de corpo negro exprime a radiância espectral em função do comprimento de onda e da temperatura do corpo negro e fornece a distribuição dos comprimentos de onda no espectro em função da temperatura. A maior parte da irradiação ocorre em um comprimento de onda específico, chamado de comprimento de onda principal de irradiação, que depende da temperatura do corpo. Quanto maior a temperatura, maior a frequência da radiação e menor é o comprimento de onda:

I(\nu ,T)={\frac {2h\nu ^{{3}}}{c^{2}}}{\frac {1}{e^{{{\frac {h\nu }{kT}}}}-1}}

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

onde

I\,

é a radiância espectral medida em J•s⁻¹•m⁻²•sr⁻¹•Hz⁻¹

\nu \,

é a frequência medida em Hertz (Hz)

T\,

é a temperatura do corpo negro medida em Kelvin (K)

h\,

é a constante de Planck medida em Joule por Hertz (J/Hz)

c\,

é a constante velocidade da luz medida em metros por segundo (m/s)

e \,

é o número de Euler

k\,

é a constante de Boltzmann medida em Joule por Kelvin (J/K)

Relacionando com o espectro visível, devido ao comprimento de onda, objetos com temperaturas altas produzem luz de coloração próxima ao azul, enquanto objetos com temperaturas não tão altas podem gerar luz avermelhada (a faixa do espectro seguinte à visível é justamente o infravermelho). Por exemplo, um objeto vermelho quente irradia principalmente ondas longas da faixa visível do espectro (luzes avermelhada e alaranjada). Se for aquecido, passará a emitir menores comprimentos de onda (luzes azulada e esverdeada), e a distribuição das frequências faz a luz parecer branca aos olhos humanos. Esse efeito é chamado de "branco quente". Entretanto, mesmo em temperaturas superiores a 2000 K, 99% da energia irradiada está na faixa do infravermelho do espectro. Em outros casos, a matéria pode irradiar comprimentos de onda que não podem ser vistos pelo olho humano, como quando a temperatura é relativamente baixa ou extremamente alta.

Lei de Stefan-Boltzmann[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Lei de Stefan-Boltzmann

Lei de Stefan-Boltzmann: a energia total emitida por um corpo é diretamente proporcional à quarta potência de sua temperatura. Em azul, o gráfico da energia total emitida calculado por Wien.

A Lei de Stefan-Boltzmann estabelece que a energia total irradiada por unidade de área superficial de um corpo negro, na unidade de tempo (radiação do corpo negro), ou densidade de fluxo energético, indicada por j*, é diretamente proporcional à quarta potência da sua temperatura absoluta:

j^{{\star }}=\sigma T^{{4}}

^[7]

\sigma =5,6697\times 10^{{-8}}Wm^{{-2}}K^{{-4}}

onde:

j^{{\star }}

é a energia total irradiada por um corpo negro por unidade de área, medida em Watts por metro quadrado (W / m²)

T

é a temperatura do corpo em Kelvin (K)

\sigma

é a constante de Stefan-Boltzmann

A temperatura de Planck, chamada assim pelo físico alemão Max Planck, é a unidade de temperatura no sistema de unidades naturais conhecida como Unidades de Planck.

É uma das unidades de Planck que representa um limite fundamental da mecânica quântica. A temperatura de Planck é o valor limite máximo de temperatura; a ciência moderna o considera não essencial para fazer conjecturas sobre o calor da matéria, ao ser o limite máximo ao que a matéria pode operar. Tudo gira em torno da energia à que todas as partículas subatômicas podem ser excitadas até romper-se. É a temperatura do Universo durante o primeiro instante (a primeira unidade do tempo de Planck) do Big Bang de acordo com a atual cosmologia.

T_{P}={\frac {m_{P}c^{2}}{k}}={\sqrt {\frac {\hbar c^{5}}{Gk^{2}}}}=

1,41679(11) × 10³² K

Onde:

m_P é a massa de Planck,
c é a velocidade da luz no vácuo,
$\hbar$ é a constante reduzida de Planck,
G é a constante de gravitação universal,
k é a constante de Boltzmann.

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

[EQUAÇÃO DE DIRAC].

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

+ FUNÇÃO TÉRMICA.

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

+ FUNÇÃO DE RADIOATIVIDADE

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

+ ENTROPIA REVERSÍVEL

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

FUNÇÃO DE CONDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

ENERGIA DE PLANCK

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M......$

ΤDCG

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.[como, spins, posicionamento, afastamento, ESTRUTURA ELETRÔNICA, e outras já relacionadas]..
DIMENSÕES DE FASES DE ESTADOS DE TRANSIÇÕES DE GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia. [estados de transições de fases de estados de estruturas, quântico, fenomênico, de energias, e dimensional [sistema de estados de Graceli].

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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T l   T l    E l      Fl        dfG l

N l   El             tf l

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Estabelecimento da convecção natural[editar | editar código-fonte]

A convecção natural ocorre quando um sistema torna-se instável e consequentemente inicia-se um processo de mistura pelo movimento de massa. Uma observação comum de convecção é da convecção térmica em um recipiente de água fervente, na qual a água quente e menos densa na camada do fundo ergue-se em plumas, em movimentos de baixo para cima, e a água fria e mais densa perto do topo do pote igualmente afunda.

O estabelecimento do processo de convecção natural é determinado pelo número de Rayleigh (Ra). Este número adimensional é dado por

{\textbf {Ra}}={\frac {\Delta \rho gL^{3}}{D\mu }}

onde

\Delta \rho

é a diferença em densidade entre as duas parcelas de material que estão se misturando

g

é a aceleração gravitacional local

L

é o comprimento-medida característico de convecção: a profundidade do recipiente em ebulição, por exemplo

D

é a difusividade da característica que está causando a convecção, e

\mu

é a viscosidade dinâmica.

Convecção natural será mais provável e/ou mais rápido com uma maior variação em densidade entre os dois fluidos, uma maior aceleração devido a gravidade que impulsiona a convecção, e/ou uma distância maior através do meio convectivo. Convecção será menos provável e/ou menos rápida com uma difusão mais rápida (assim afastado o gradiente de difusão que está causando a convecção) e/ou um mais fluido viscoso ("espesso").

Para convecção térmica devido ao aquecimento de baixo, como descrito no recipiente fervendo acima, a equação é modificada para expansão térmica e da difusividade térmica. Variações de densidade, devido à expansão térmica são dadas por:

\ \Delta \rho =\rho _{0}\alpha \Delta T

onde

\rho _{0}

é a densidade referência, geralmente escolhida para ser a densidade média do meio,

\alpha

é o coeficiente de expansão térmica, e

\Delta T

é a diferença de temperatura através do meio.

A difusividade geral,

D

, é redefinida como uma difusividade térmica,

\kappa

\ D=\kappa

A inserção dessas substituições produz um número de Rayleigh que podem ser usado para prever a convecção térmica.^[3]

{\textbf {Ra}}={\frac {\rho _{0}g\alpha \Delta TL^{3}}{\kappa \mu }}

x

\left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{{j=1}}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi ({\mathbf {x}},t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}({\mathbf {x}},t)

sábado, 18 de janeiro de 2020

Radiação cósmica de fundo e temperatura do vácuo[editar | editar código-fonte]

Definições[editar | editar código-fonte]

Com base na lei zero da termodinâmica[editar | editar código-fonte]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

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Com base na segunda lei da termodinâmica[editar | editar código-fonte]

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Com base na física estatística[editar | editar código-fonte]

Classificação da matéria quanto à propagação de calor[editar | editar código-fonte]

Corpo Negro e Radiação Térmica[editar | editar código-fonte]

Leis de Wien e de Planck[editar | editar código-fonte]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

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Lei de Stefan-Boltzmann[editar | editar código-fonte]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =

Estabelecimento da convecção natural[editar | editar código-fonte]

FUNÇÃO FUNDAMENTAL E GERAL DO SISTEMA [SDCTIE GRACELI] DE INTERAÇÕES, TRANSFORMAÇÕES EM CADEIAS, DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.E DE ESTADOS TRANSICIONAIS =