Termodinâmica - primeira lei

2. • Termodinâmica é parte da Física que estuda as leis
que regem as relações entre calor, trabalho e outras
formas de energia, mais especificamente a
transformação de um tipo de energia em outra, a
disponibilidade de energia para a realização de
trabalho e a direção das trocas de calor.

3. • Para entendermos a Termodinâmica, alguns conceitos têm que estar
bem estruturados em nossas cabeças. São eles:
• Temperatura: grau de agitação das moléculas.
• Calor: troca de energia térmica entre os corpos.
• Energia: capacidade de um corpo em realizar trabalho

6. Trabalho de um gás ideal (W)
• Um gás contido num recipiente indeformável com um êmbolo é
aquecido. Como as moléculas estarão mais agitadas, ocorrerá
a expansão do gás.
•W = p.ΔV

7. • Onde p é a pressão do gás (que deve ser constante para este
tipo de análise) e ΔV é a variação do volume do gás (ΔV=d.A).
• Note que, para este tipo de estudo do trabalho em um gás, a
pressão deve ser constante (transformação isobárica).
• O gás sofre uma expansão quando W>0 e, obrigatoriamente,
ΔV>0.
• O gás sofre uma contração quando W<0 e, obrigatoriamente,
ΔV<0.
• Se W=0 temos, obrigatoriamente, ΔV=0 (transformação
isovolumétrica).

8. Calor
• Se o gás recebe calor: Q>0
• Se o gás cede calor: Q<0
• Se não ocorre troca de calor: Q=0 (transformação adiabática).

9. Energia Interna ( Δ U)
• É soma de todas as energias das moléculas do gás. Está relacionada à
agitação das moléculas do gás, ou seja, relacionado à temperatura do
gás.
• Agitação (temperatura) das moléculas aumenta (ΔT>0): energia
interna aumenta, ΔU>0
• Agitação (temperatura) das moléculas diminui (ΔT<0): energia
interna diminui, ΔU<0
• Agitação (temperatura) das moléculas não muda (ΔT=0,
transformação isotérmica): energia interna não muda, ΔU=0

11. TRANSFORMAÇÕES ISOTÉRMICAS

12. TRANSFORMAÇÕES ISOBÁRICA

13. TRANSFORMAÇÕES ISOMÉTRICA

15. Onde:
• W = T = trabalho – J
• Q = quantidade de calor – J
• Δ U = Energia interna - J
• p = pressão = N/m² = Pa
• ΔV = variação do volume – m³
• 1 atm = 10^5 Pa

17. TRANSFORMAÇÕES ADIABÁTICAS

18. TRANSFORMAÇÕES CÍCLICAS

27. Sendo assim temos:
q
f
q
f
q T
T
Q
Q
Q




 1
ou
1 



28. Onde :
• Qq = quantidade de calor fonte quente – Joules / calorias
• Qf = quantidade de calor da fonte fria – Joules / calorias
• Tq = temperatura na fonte quente – K
• Tf = temperatura na fonte fria – K
• T = w = trabalho – Joules / calorias