Navegar por:

Propriedades termodinâmicas de gases em movimento sob a ação de campos gravitacionais

Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/61958
Registro completo de metadados
MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorKremer, Gilberto Medeiros, 1949--
Autor(es): dc.contributorUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduaçao em Física-
Autor(es): dc.creatorMehret, Leandro Cesar, 1986--
Data de aceite: dc.date.accessioned2019-08-22T00:24:33Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2019-08-22T00:24:33Z-
Data de envio: dc.date.issued2019-08-05-
Data de envio: dc.date.issued2019-08-05-
Data de envio: dc.date.issued2019-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/1884/61958-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/1884/61958-
Descrição: dc.descriptionOrientador: Prof. Dr. Gilberto Medeiros Kremer-
Descrição: dc.descriptionTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências, Programa de Pós-Graduação em Física. Defesa : Curitiba, 29/04/2019-
Descrição: dc.descriptionInclui referências: p. 120-124-
Descrição: dc.descriptionResumo: O presente estudo teve três objetivos: verificar o efeito da carga elétrica nas oscilações de temperatura que ocorrem em um gás em movimento circular geodésico sob a ação de um campo gravitacional de Reissner-Nordström, verificar de modo similar o efeito da constante cosmológica nas oscilações de temperatura em um gás sob a ação de um campo gravitacional de Reissner-Nordström-de Sitter e verificar o efeito dos termos de correção da aproximação pós- Newtoniana na acreção hidrodinâmica. Cada objetivo correspondeu a uma etapa no desenvolvimento do trabalho. Na primeira etapa, a partir da expressão da métrica de Reissner-Nordström, calculou-se a Lagrangiana do sistema para uma partícula livre e, com base nesta, foram obtidas expressões para energia e momento linear, que resultaram nas frequências características para o movimento circular da partícula. As mesmas frequências foram obtidas utilizando-se a equação do desvio geodésico no sistema de coordenadas de Fermi. Através da lei de Tolman, obteve-se uma expressão para a amplitude normalizada das oscilações de temperatura. Esta expressão foi usada para calcular a amplitude das oscilações para alguns objetos compactos, utilizando-se valores de carga elétrica e massa provenientes de modelos obtidos na literatura. Comparando-se os vários modelos analisados, foi possível verificar que o papel do termo de carga é o oposto do termo de massa, ou seja, enquanto o aumento da massa produz uma redução na razão entre as frequências e na amplitude e um aumento na frequência, o aumento da carga elétrica produz o efeito inverso. Além disso, foi possível demonstrar que se um modelo utiliza valores de carga elétrica definidos como uma proporção direta da massa, a razão entre as frequências de oscilação não depende da massa, mas somente do fator de proporcionalidade entre carga e massa. Na segunda etapa, a amplitude das oscilações de temperatura foi calculada considerando-se um campo de Reissner-Nordström-de Sitter. Utilizando-se valores de massa, carga elétrica e constante cosmológica obtidas de um modelo teórico da literatura, foi possível verificar que o efeito da constante cosmológica é pequeno e só é significativo para grandes distâncias em relação à fonte do campo gravitacional. Na terceira etapa, a partir das equações de balanço em 1PN, obteve-se uma equação de Bernoulli pós-Newtoniana, que foi expressa em termos de variáveis adimensionais e resolvida numericamente. As soluções da equação de Bernoulli 1PN mostraram-se consistentes com aquelas já conhecidas da teoria Newtoniana. Verificou-se que , para a solução que descreve o processo de acreção transônica, os termos de correção pós-Newtonianos causam uma variação na velocidade de queda livre do fluido. Esta diferença ocorre porque alguns termos de ordem 1PN dependem do potencial gravitacional, que é inversamente proporcional à distância. Portanto, esses termos de correção tornam-se mais significativos à medida que o fluido se aproxima da fonte do campo gravitacional. Palavras-chave: Oscilações de temperatura, coordenadas de Fermi, desvio geodésico, acreção hidrodinâmica, aproximação pós-Newtoniana.-
Descrição: dc.descriptionAbstract: The present study had three objectives: verify the effect of the electric charge term on the temperature oscillations that occur in a gas in a circular geodesic motion under the action of a gravitational field of Reissner-Nordstrom, in similar way verify the effect of cosmological constant term on the temperature oscillations that occur in a gas under the action of a gravitational field of Reissner-Nordstrom-de Sitter. Each objective corresponds to one step in the development of this work. In the first step, from the expression of the Reissner-Nordstrom metric, the Lagrangian of the system for a free particle was calculated and, based on this, expressions for energy and linear momentum were obtained, resulting in the proper frequencies for the circular motion of the particle. The same frequencies were obtained from the geodesic deviation equation in Fermi coordinates. From Tolman's law, an expression for the normalized amplitude of the temperature oscillations was obtained. This expression was used to calculate the amplitude of the oscillations for some compact objects, using some values of electric charge and mass from models obtained in the literature. Comparing the models analyzed, it was possible to verify that the role of the electric charge term is the opposite of the mass term, that is, while the increase of mass produces a decrease in ratio between the frequencies and amplitude and increases the frequency, the increase in electric charge produces the inverse effect. In addition, it was possible to demonstrate that if a model uses electric charge values defined as a direct proportion of the mass, the ratio between the oscillation frequencies does not depend on the mass, but only on the proportionality factor between charge and mass. In the second step, the amplitude of temperature oscillations was calculated considering a Reissner-Nordstrom-de Sitter field. Using values of mass, electric charge and cosmological constant provided by one theoretical model from the literature, it was possible to verify that the effect of cosmological constant is small and only significant for large distances from the gravitational field source. In the third step, from the balance equations in 1PN, a post-Newtonian Bernoulli equation was obtained, expressed as function of dimensionless variables and solved numerically. The solutions of 1PN Bernoulli equation were consistent with those already known from Newtonian theory. We verified that, for the solution corresponding to transonic accretion, the post-Newtonian correction terms cause a variation in the free-fall velocity of the fluid. This difference occurs because some 1PN order terms depend on the gravitational potential, which is inversely proportional to distance. Therefore, these correction terms become more significant as the fluid approaches the gravitational field source. Keywords: Temperature oscillations, Fermi coordinates, geodesic deviation, hydrodynamic accretion, post-Newtonian approximation.-
Formato: dc.format124 p. : il.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Palavras-chave: dc.subjectTeoria cinetica dos gases-
Palavras-chave: dc.subjectRelatividade (Fisica)-
Palavras-chave: dc.subjectOscilações-
Palavras-chave: dc.subjectHidrodinamica-
Palavras-chave: dc.subjectFísica-
Título: dc.titlePropriedades termodinâmicas de gases em movimento sob a ação de campos gravitacionais-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo

Não existem arquivos associados a este item.
Mostrar registro simples do item Visualizar estatísticas

Avaliação