QUI A 151 Princpio da TermodinmicaProf. Emerson Andrade SalesFontes: Atkins, IFUSP, UNICAMP, FUNDUNESP, DEM-UA 2007

1 LeiTERMODINNICA

Termodinmica a cincia que trata do calor e do trabalho das caractersticas dos sistemas e das propriedades dos fluidos termodinmicos

Sadi Carnot1796 - 1832James Joule1818 - 1889Rudolf Clausius1822 - 1888Wiliam ThomsonLord Kelvin1824 - 1907Emile Claupeyron1799 - 1864Alguns ilustres pesquisadores que construiram a termodinmica

Nasceu em Salford - InglaterraJames P. Joule(1818-1889)Contribuio de James Joule.As contribuies de Joule e outros levaram ao surgimento de uma nova disciplina: a TermodinmicaLei da Conservao de Energia1a Lei da Termodinmica

1839Experimentos: trabalho mecnico, eletricidade e calor.1840Efeito Joule : Pot = RI21843Equivalente mecnico do calor ( 1 cal = 4,18 J)1852 Efeito Joule-Thomson : decrescimo da temperatura de um gs em funo da expanso sem realizao de trabalho externo.

Escala Celsius:

Para entender melhor a 1a Lei de Termodinmica preciso compreender as caractersticas dos sistemas termodinmicos e os caminhos percorridos pelo calor...

Certa massa delimitada por uma fronteira. Vizinhana do sistema.O que fica fora da fronteiraSistema isoladoSistema que no troca energia nem massa com a sua vizinhana.Sistema fechadoSistema que no troca massa com a vizinhana, mas permite passagem de calor e trabalho por sua fronteira.Sistema Termodinmico

TransformaoP1V1T1U1P2V2T2U2Estado 1Estado 2TransformaoVariveis de estadoVariveis de estado

Caminho descrito pelo sistema na transformao .ProcessosP1V1T1U1P2V2T2U2

ProcessosDurante a transformaoIsotrmicotemperatura invarivelIsobricoPresso invarivelIsovolumtricovolume constanteAdiabtico nula a troca de calor com a vizinhana.

O termo energia tambm pode designar as reaes de uma determinada condio de trabalho, como, por exemplo, o calor, trabalho mecnico (movimento) ou luz, graas ao trabalho realizado por uma mquina (por exemplo motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lmpada, vento), ou por um organismo vivo (por exemplo os msculos, energia biolgica).

A etimologia da palavra tem origem no idioma grego, onde s (ergos) significa "trabalho".

Definio termodinmica de Trabalho:

Um sistema realiza trabalho sobre a vizinhana se o nico efeito sobre tudo aquilo externo ao sistema puder ser o levantamento de um pesoTrabalho uma forma de transferncia de energia. Conseqentemente trabalho no se refere ao que armazenado nos sistemas. Energia transferida ou armazenada quando se realiza trabalho.

1 Lei da Termodinmica ou Princpio de Conservao de Energia.

A energia no pode ser criada ou destruda.A energia pode ser: ArmazenadaTransformada de uma forma para outraTransferida de um sistema par outro (ou para a vizinhana)A energia pode atravessar a fronteira sob duas formas Calor ou Trabalho

Transformaes1a Lei da TermodinmicaU = U2 U1Variao Energia InternaW > 0 energia que sai do sistemaW < 0 energia que entra no sistemaQ > 0 calor que entra no sistema Q < 0 calor que sai do sistema1a LeiQ = W + USistema Fechado

O calor Q que passa pelas fronteiras do sistema depende do processo.

V = V2 -V1U = Q - WWdepende de como a presso e volume mudam no processo.W = F.dF = Pr.SW = Pr.S.dW = Pr.V.O trabalho que atravessa a fronteira depende do processo?

P1V1 = nRT1 Estado 1no de molesConstante dos gasesR = 8,31 J/mol.K = 2 cal/mol.KDiagramas P x VGases ideais1P1V1T1Como as variveis de estado se relacionam?Equao de estado

As mudanas so infinitesimais...

Tipos de trabalho:

1 Lei da TermodinmicaW = 0Q = n CV (T2-T1)Calor especfico molar a volume constanteU = Q = n CV (T2-T1) V = 0Transformao de 1 2Volume invarivelIsovolumtricaProcesso isovolumtrico Transformao a volume constanteU = Q - W

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