Análise termodinâmica do movimento de corpos em meios dissipativos: uma aplicação do Teorema de Gouy–Stodola

dc.contributor.advisor1Longaresi, Rafael
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0191932527256862
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8194-828X
dc.contributor.authorCardoso, Daniel
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/7226334743229189
dc.date.accessioned2025-09-23T17:28:25Z
dc.date.issued2025-07-22
dc.description.abstractThis work presents a thermodynamic analysis of energy dissipation and entropy generation in the falling motion of bodies immersed in viscous fluids, using the Gouy–Stodola Theorem as the central framework. Based on the First and Second Laws of Thermodynamics, the study investigates how dissipative forces — modeled by linear or quadratic drag — limit the conversion of mechanical energy into useful work. Experiments were conducted with three geometries (sphere, cube, and drop) in two media (water and glycerin) to determine terminal velocities and estimate drag coefficients. Using data obtained through video analysis, the dissipated power and the rate of entropy generation over time were quantified. The equations of motion were derived and interpreted in light of thermodynamic admissibility, allowing the identification of regions in phase space consistent with positive entropy production. The results show that the thermodynamic approach enhances the understanding of dissipative mechanical systems by rigorously integrating the concepts of irreversibility and entropy into the analysis of motion. eng
dc.description.resumoEste trabalho propõe uma análise termodinâmica da dissipação de energia e da geração de entropia na queda de corpos imersos em fluidos viscosos, utilizando o Teorema de Gouy–Stodola como ferramenta central. A partir das Leis da Termodinâmica, especialmente da Segunda Lei, investiga-se como a presença de forças dissipativas — modeladas por arrasto linear ou quadrático — impõe limites à conversão de energia mecânica em trabalho útil. Foram realizados experimentos com três geometrias (esfera, cubo e gota) em dois meios (água e glicerina), a fim de determinar as velocidades terminais e estimar os coeficientes de resistência. Com base nos dados obtidos por vídeo-análise, quantificaram-se a potência dissipada e a taxa de geração de entropia ao longo do tempo. As equações de movimento foram derivadas e discutidas à luz da admissibilidade termodinâmica, permitindo distinguir regiões do espaço de fases compatíveis com a produção positiva de entropia. Os resultados evidenciam que a abordagem termodinâmica enriquece a descrição de sistemas mecânicos dissipativos, ao integrar rigorosamente os conceitos de irreversibilidade e entropia à análise do movimento. por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationCARDOSO, Daniel. Análise termodinâmica do movimento de corpos em meios dissipativos: uma aplicação do Teorema de Gouy–Stodola. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, Sorocaba, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22813.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22813
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Sorocaba
dc.publisher.courseFísica - FL-So
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectTermodinâmicapor
dc.subjectGeração de Entropiapor
dc.subjectForça de Arrastopor
dc.subjectTeorema de Gouy-Stodolapor
dc.subjectSistemas Dissipativospor
dc.subjectTermodynamicseng
dc.subjectEntropy Generationeng
dc.subjectGouy-Stodola Theoremeng
dc.subjectDrag Forceeng
dc.subjectDissipative Systemseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.ods4. Educação de Qualidade
dc.titleAnálise termodinâmica do movimento de corpos em meios dissipativos: uma aplicação do Teorema de Gouy–Stodolapor
dc.title.alternativeThermodynamic analysis of the motion of bodies in dissipative media: an application of the Gouy–Stodola Theoremeng
dc.typeTCC

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