Lei Da Termodinâmica

A primeira Lei da Termodinâmica

A primeira Lei da Termodinâmica constitui-se no princípio da conservação de energia. Isso significa que o valor da energia de um sistema é constante, não podendo ser criada ou destruída, apenas transformada.

Apesar de válida para qualquer sistema, vamos aplica-la ao estudo do comportamento dos gases ideais, pois a primeira Lei da Termodinâmica relaciona a energia interna de um gás, o trabalho realizado ou sofrido por ele e o calor trocado com o ambiente.

Existem duas maneiras de aumentar a temperatura e a energia interna do gás contido no recipiente. A primeira é a ideia e aquecer o gás, ou seja , fazer com que ele receba calor do ambiente. É realizar um trabalho sobre o gás, por exemplo, em uma compressão.

Expressão para a primeira lei da Termodinâmica

Ou

As Transformações gasosas

• Transformação isotérmica ( temperatura constante )

Nesse tipo de transformação, por definição a temperatura não varia; logo, ΔT=0. Como a energia interna depende da temperatura, podemos afirma que nesse tipo de transformação a energia interna do sistema também se mantém constante, ou seja: ΔT=0.

Assim de acordo com a expressão da primeira Lei da Termodinâmica, podemos concluir que, para as transformações isotérmicas, todo o calor trocado entre o sistema e o ambiente é convertido em trabalho.

ΔU= Q – J

0= Q – ΔT=0

• Transformação isométrica ( volume constante )

Na transformação isométrica, o volume permanece constante, ΔV=0. Portanto, o trabalho realizado (tanto pelo sistema como pelo ambiente ) também será nulo, J=0. Se aplicarmos a primeira lei da Termodinâmica para essa transformação, verificaremos que a energia interna do sistema é igual ao do calor trocado com o ambiente durante a transformação.

ΔU=Q - J

0= Q – ΔT= 0

• Transformação isobárica ( pressão constante )

Na transformação isobárica para um gás ideal, a pressão permanece constante durante a passagem de um estado para outro, e tanto o volume quanto a temperatura variam.

Nesse caso, não há nenhuma simplificação que possa ser feita na expressão da primeira lei, que continua estabelecendo a relação entre as três grandezas.

Na transformação isobárica, continua valendo a expressão para o cálculo do trabalho.

J= pΔV

A expressão para o cálculo de quantidade de calor, pode ser expressa da seguinte maneira:

Qp= mcpΔT

• Transformação adiabática (sistema isolado termicamente)

Uma transformação é chamada adiabática quando o sistema não troca de calor com o ambiente, ou seja, a quantidade de calor é nula, Q=0. Essa transformação só