AULA DE REFORÇO – 06TERMODINÂMICA- PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
Primeira Lei da Termodinâmica- Conhecida como o principio da conservação de energia que diz que num sistema isolado a energia total permanece constante.
Quantidade de calor- Aplicada a situação descrita, podemos afirmar que a quantidade de calor
Q fornecida ao sistema, é igual ao trabalho τ que ele realiza, somado a variação de energia ∆U interna do sistema:
Q= τ + ∆U
Trabalho numa transformação termodinâmica- se um sistema submetido à pressão P
constante sofre variação de volume ∆V, o trabalho realizado pelo sistema τ é dado pela expressão ou pela área do gráfico:
hh
Energia interna inicial Ui
Energia interna final UiCALOR Q CALOR Q
τ
v1
V2
P
V
A= τ
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSA DE INICIAÇÃO À DOCÊNCIA – PIBID 2011ESCOLA ESTADUAL JOSÉ BEZERRA CAVALCANTI
Alunos (as) Bolsistas Professor Supervisor
Nelson Cosme de AlmeidaDaiana Pereira Fernanda Katiusca dos Santos
τ = p. ∆V
Na utilização da fórmula da primeira lei é importante recordar a convenção de sinais para a quantidade de calor trocada e para o trabalho realizado:
Q > 0 Quantidade de calor recebida pelo sistemaQ < 0 Quantidade de calor cedida pelo sistema
τ > 0 trabalho realizado pelo sistema sobre o ambiente (expansão)
τ < 0 trabalho realizado sobre o sistema pelo o ambiente (contração)
Energia interna- Assim, podemos afirmar que a variação de energia interna ∆U do sistema é
dada pela diferença entre a quantidade de calor trocada Q e o trabalho τ realizado no processo termodinâmico:
∆U= Q – τÈ importante lembrar também que a energia interna de determinada quantidade de gás ideal só depende exclusivamente da temperatura, ou seja:
∆U > 0 energia interna aumenta, T aumenta;∆U < 0 energia interna diminui, T diminui;
∆U = 0 energia interna não varia, T não varia.
EXERCICIOS1. Num processo termodinâmico, certa quantidade de gás perfeito se expande realizando
um trabalho de 80J, ao receber 200J de calor de uma fonte. Determine a variação de energia interna sofrida pelo gás.
2. Realiza-se sobre certa porção de um gás ideal um trabalho de 350J. Nesse mesmo processo o gás recebe 200J de calor de uma fonte. Determine a variação de energia interna sofrida pelo gás.
3. Um sistema termodinâmico recebe 100 cal e, em conseqüência, se expande realizando trabalho de 200 J. Sendo 1cal= 4,18J, a energia interna do sistema irá:
a) Diminuir em 418Jb) Diminuir em 218J
c) Aumentar em 218Jd) Permanecer constante.
4. Um sistema recebe 400 cal de uma fonte térmica, enquanto ao mesmo tempo é realizado sobre o sistema o trabalho equivalente a 328J. Qual o aumento da energia interna do sistema em Joules? Adote 1cal= 4,18 J.
5. No diagrama pressão x volume de um gás, a área representa:a) A energia interna finalb) O calor absorvido
c) O calor cedidod) O trabalho realizado
6. Um sistema termodinâmico sofre um acréscimo de sua energia interna de ∆U= 200J em duas transformações diferentes.
a) Qual a quantidade de calor envolvida quando o sistema realiza trabalho de 120J? Ela é absorvida ou cedida pelo sistema?
b) Se o sistema cede 60J de calor para o ambiente, qual o trabalho envolvido? Esse trabalho foi realizado sobre o sistema ou pelo sistema?
7. Temos abaixo o gráfico p x V da transformação de um sistema termodinâmico. Determine o trabalho realizado no trecho AB.
6,0
1,0
2,0
A BP=(10³ pa)
V(m³)