METR012 - Física 2 para Meteorologia.pdf
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                    UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
INSTITUTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
COORDENAÇÃO DE GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA

PROGRAMA DE DISCIPLINA

DISCIPLINA: FÍSICA 2 PARA METEOROLOGIA
CÓDIGO: METR012

CARGA HORÁRIA: 60 horas

EMENTA:
Estudo da Mecânica dos Fluidos. Temperatura e Calor. Teoria cinética dos gases. Leis da
Termodinâmica. Termodinâmica da Atmosfera com ênfase aos tópicos específicos da
Meteorologia.

CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:

UNIDADE 1 – Sólidos e Fluidos.
Tensão e deformação. Estrutura do estado sólido. Cristais. Densidade. Pressão em um
fluido estático incompressivel e profundidade. Princípio de Pascal. Fluidos compressíveis.
Pressão da atmosfera. Variação da pressão com altura. Manômetros. Barômetros. Princípio
de Arquimedes. Submarino. Balão de gás.
UNIDADE 2 – Introdução a Dinâmica de Fluidos.
Corrente. Conservação de massa. Princípio de continuição. Conservação de energia.
Equação de Bernoulli. Viscosidade.
UNIDADE 3 – Temperatura e transferência de calor.
Sistemas termodinâmicos. Estado. Variáveis de estado. Massa molar. Equilíbrio térmico. A
Lei zero da termodinâmica. Termômetros. Temperatura de um gás ideal. Escalas de
temperatura. Expansão térmica. Transferência de calor. Condução do calor. Convecção.
Radiação de calor.

UFAL / ICAT
Coordenação do Curso de Graduação em Meteorologia
Campus A. C. Simões – BR 104 Norte – Km 96,7
Tabuleiro dos Martins – Cep: 57072-970 – Maceió/AL
Telefone: (82) 3214-1367 e-mail: coordmet@ufal.br

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INSTITUTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS
COORDENAÇÃO DE GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA

UNIDADE 4 - A Primeira Lei da Termodinâmica
A equação de estado de gás ideal. O diagrama P-V. Processos particulares. Calor
específico. Calor latente. Trabalho. A Primeira Lei da Termodinâmica. Aplicações da
Primeira Lei da Termodinâmica. Processo isocórico Processo isobárico. Processo
adiabático. Processo isotérmico. Processo cíclico.
UNIDADE 5 - Teoria cinética dos gases.
Modelo molecular de um gás ideal. Valores medias e probabilidade. Pressão. Energia
interna de gás. Velocidade quadrática média. Equipartição da energia. Graus de liberdade.
Capacidades térmicas. Gás monoatômico. Relação entre Cp e Cv. Gases multiatômicos.
Efeitos quânticos. Processo adiabático. Distribuição de velocidades moleculares.
UNIDADE 6 - A Segunda Lei da Termodinâmica
Um motor térmico. Eficiência. O enunciado de Kelvin - Plank da Segunda lei.
Refrigirador. Bomba térmica. O enunciado de Clausius da Segunda lei. Processos
revercíveis e irrevercíveis. O ciclo de Carnot. Temperatura termodinâmica. Entropia.
Variação da entropia. Entropia e segunda lei.
UNIDADE 7 - Termodinâmica da Atmosfera.
Estrutura da atmosfera. Camadas. Composição da atmosfera. Mistura dos gases. Massa
molar da mistura. Parametros específicos. Equação do estado para atmosfera. Sistemas e
processos termodinâmicos na atmosfera. Trabalho. Primeira e segunda leis da
termodinâmica para atmosfera. Reversibilidade e irreversibilidade. Termodinâmica de ar
seco. Entropia, entalpia e energia interna do ar seco. Temperatura potencial. Gradiente de
adiabática seca. Estabilidade de atmosfera de ar seco. Ar úmido. Entropia, entalpia e
energia interna do ar úmido. Umidade absoluta e relativa. Temperatura equivalente. Ponto
de orvalho. Adiabática úmida. Estabilidade de ar úmido.

Propriedades das substâncias

puras. Aplicações da Termodinâmica das substâncias puras. Mudança de fase. Sistemas ar
- água. Equação de Clausius - Clapeyron. Processo de condencação.

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BIBLIOGRAFIA BÁSICA:
•

KELLER, Frederick J.; GETTYS, W. Edward; SKOVE, Malcolm J. Física. Volume 1. São
Paulo: Makron Books, 1999.

•

ALONSO, Marcelo; FINN, Edward J. Física. Addison- Wesley Longman do Brasil. São
Paulo, 1999.

•

LEE, John F.; SEARS, Francis Weston. Termodinâmica. Rio de Janeiro: Ao Livro
Têcnico, 1969.

•

IRIBARNE, J.V., GODSON, W.L. Atmospheric Thermodinamics. 2-nd Ed. D. Reidel
Publication Company. 1981.

•

RESNICK, Robert; HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S. Física 1. 5. ed. São Paulo:
LTC, 2002.

•

WALLACE, John M.; HOBBS, Peter V. Atmospheric Science. Academic Press, 1977.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:
•

RESNICK, Robert; HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S. Física 2. 5. ed. São Paulo:
LTC, 2003.

•

RESNICK, Robert; EISBERG, Robert M. Física quântica: átomos, moléculas, sólidos,
núcleo e partículas. São Paulo: Campus, 1979.

•

HOUGHTON, Henry G. Physical Meteorology. Cambridge: MIT Press, 1985.

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Objetivos
Proporcionar aos estudantes uma boa compreensão do modo como se analisam os fenômenos
físicos, exemplificados por meio de aplicações a situações específicas. O tema geral consiste
em mostrar como as propriedades macroscópicas da matéria podem se relacionar com a sua
estrutura microscópica. Analisar os fenômenos mecânicos, termodinâmicos e
eletromagnéticos da atmosfera na base de física teórica e experimental fundamental. Oferecer
aos estudantes uma visão geral, integrada e coerente da física, e que constitua uma base sólida
para a compreensão dos cursos mais avançados e aplicados para as ciências da Terra e
especificamente a meteorologia.
Metodologia
A metodologia do ensino inclui os diferentes métodos: palestras, explicações, exercícios,
resolução dos problemas, discutições.
Avaliação
A avaliação será feito pelos resultados das duas provas principais na sala de aula, pelas
resoluções de exercícios e problemas na sala de aula.

Este programa de disciplina foi aprovado pelo Colegiado do Curso de Graduação em Meteorologia.

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