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)