Primeira Lei da Termodinâmica Em um processo termodinâmico de equilíbrio, o estado de um sistema...
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Primeira Lei da Termodinâmica Em um processo termodinâmico de equilíbrio, o estado de um sistema se transforma gradualmente. A energia total do universo permanece inalterada... MC Escher - Metamorphosis II
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Primeira Lei da Termodinâmica
Em um processo termodinâmico de equilíbrio, o estado de um sistema se transforma gradualmente. A energia total do universo permanece inalterada...
MC Escher - Metamorphosis II
Primeira Lei da Termodinâmica
A energia flui entre a vizinhança e o sistema nas formas de calor e trabalho.
O Calor fornecido para o sistema e o Trabalho realizado pelo sistema serão definidos como positivos. (atenção: alguns autores usam definição diferente)
∫∫∫ ==⋅= dVpdxpAdW xF
Trabalho realizado em uma variação de volume
∫= 2
1
V
VdVpW
O trabalho realizado pelo sistema é dado pela área sob a curva pV. Ele depende do processo (caminho) e pode ser positivo ou negativo.
Energia Interna e a Primeira Lei da Termodinâmica
WQUUU −=Δ=− 12
O fluxo de energia entre a vizinhança e o sistema altera a energia interna deste.
Q e W dependem do caminho (processo). U depende apenas do estado do sistema!
(1a lei)
-Em um processo cíclico ΔU = 0 Q = W-Em um processo adiabático Q = 0 ΔU = -W-Em um processo isocórico W= 0 ΔU = Q-Para um sistema isolado W = Q = 0 ΔU = 0-Em um processo isobárico W = p ΔV ...-Em um processo isotérmico ... ...
Relações energéticas para processos termodinâmicos
⇒−=Δ WQU
Energia interna de um gás ideal e a expansão livre
Na expansão livre de um gás ideal (gás real a baixa pressão), o volume e a pressão se alteram, mas não a temperatura. Por se tratar de um processo isolado, a energia interna não varia e só pode depender da temperatura: U(T)
Tipos de processos de um gás ideal
TnCU
TnCQW
V
V
Δ=Δ⇒Δ== ;0
Processo isocórico
Processo isobárico
TRCnU
TnCQTnRVpW
p
p
Δ−=Δ⇒
Δ=Δ=Δ=
)(
;
logo
RCC Vp +=
Calor específico de um gás ideal
VV
nRTVpTnCW
TnCUQ
V
V
δδδ
δδ
==−=⇒
== ;0
assim
( )V
V
V
V
C
CC
V
V
C
R
T
T
V
Vp
V
δγ
δδδ1−−=
−−=−=
comV
p
CC
≡γ . Integrando:
( )
ctepVVnR
pVTV
cteTVcteTV
VVTT
=⇒=
=⇒=
⇒−−=
−−
−−
γγγ
γγ
γ
11
11
1212
)ln(
)/ln(1)/ln(
ou
( )( ) )1/(
/)(
2211
112212
−−
=−−=−−=Δ−=
γVpVp
RVpVpCTTnCUW VV
E finalmente
Processo adiabático de um gás ideal / Trabalho
