A 1ª Lei da A 1ª Lei da Termodinâmica...Termodinâmica...

...e suas aplicações às transformações gasosas.

Carteira do João: Saiu com R$100,00 Recebeu R$30,00 durante o dia Pagou R$40,00 durante o dia Quanto o total em sua carteira variou

durante o dia? Variação de $$ = Final – Inicial Variação de $$ = (100+30-40) – 100 Variação de $$ = -10

O total em sua carteira variou em -R$10,00, ou seja, diminuiu R$10,00.

A EnergiaEnergia dos Gases também sese conservaconserva!

Um gás preso em um cilindro está com certa energia interna inicial Ui

Realiza um trabalho τ Recebe um calor Q A energia interna final Uf será:

Uf = Ui + Q – τ Uf – Ui = Q – τ Variação da energia Variação da energia interna:interna:

ΔΔU = Q - U = Q - ττ

1ª Lei da Termodinâmica

ΔΔU = Q – U = Q – ττ

ΔΔU = U = UUff - U - Uii

Calor Calor QQ Trabalho Trabalho ττ

Gás sofrendo Gás sofrendo transformaçãotransformação

Transformação IsobáricaIsobárica Pressão constante

ττ = p. = p. ΔΔVVΔΔU = Q – U = Q – ττΔΔU = Q – p. U = Q – p. ΔΔVV

Se o gás realizar mais trabalho que receber calor, Se o gás realizar mais trabalho que receber calor, então sua energia interna diminuirá e vice-versa.então sua energia interna diminuirá e vice-versa.

Sacola vedada, frouxa, com peso em

cima, ao sol ou na geladeira.

Transformação IsotérmicaIsotérmica Temperatura constanteTemperatura constante Energia do gás não muda:Energia do gás não muda:

UUff = U = Uii ΔΔU = 0U = 0

ΔΔU = Q – U = Q – ττ 0 = Q – 0 = Q – ττQ = Q = ττTodo Todo calorcalor absorvido pelo gás se transforma em absorvido pelo gás se transforma em

trabalho (não significa que não há perdas!)trabalho (não significa que não há perdas!)

Transformação IsovolumétricaIsovolumétrica Volume constante Não realiza trabalho ττ = 0 = 0 ΔΔU = Q – U = Q – ττ ΔΔU = Q – 0U = Q – 0 ΔΔU = QU = Q

Todo Todo calorcalor absorvido pelo gás fica absorvido pelo gás fica nele mesmo, aumentando sua nele mesmo, aumentando sua energia interna, e vice-versa! energia interna, e vice-versa!

Panela de pressão vedada com ar

dentro, ao fogo ou na geladeira.

Transformação AdiabáticaAdiabática Não há troca de calor com o meio (ou é rápido,

ou está isolado) Q = 0 ΔΔU = 0 – U = 0 – ττ ΔΔU = – U = – ττA energia do trabalho é o negativo da A energia do trabalho é o negativo da

variação da energia do gás: variação da energia do gás: se se recebe trabalho (recebe trabalho (ττ<0), a energia <0), a energia interna aumenta (interna aumenta (ΔUΔU>0), e vice->0), e vice-

versa.versa.

Empurrar ou puxar bomba de encher

pneu vedada

rápidoOu

Soprar fazendo “biquinho”

SoprarSoprar fazendo “biquinho”:

Expansão rápida, Q = Expansão rápida, Q = 0 0

O gás expande rápido, usando para fazer O gás expande rápido, usando para fazer esse esse trabalhotrabalho sua própria energia; por sua própria energia; por

isso sua energia diminui, e isso sua energia diminui, e ΔU<0ΔU<0. . Por isso, Por isso, esfria!esfria!

UUii

UUff<U<Uii

ττ“biquinho”

ar

Lembre-se que...

Calor recebido pelo gás: Q>0 Calor cedido pelo gás: Q<0 Trabalho realizado pelo gás: ττ>0

Trabalho sofrido pelo gás: ττ<0 ΔU<0 temperatura diminui ΔU>0 temperatura aumenta

A 2ª Lei da A 2ª Lei da Termodinâmica...Termodinâmica...

21 QWQ

RENDIMENTO (r)

1Q

Wr

1

21

Q

QQ

1

21Q

Q

(x 100%)