1ª lei da termodinâmica

1ª lei da termodinâmica
Alunas: Gracielly Mayara e Thainara Ferreira
Profº Moisés
E.E.Abadia Faustino Inácio
2º Ano
Introdução
1.
A primeira lei da termodinâmica nada mais é que
o princípio da conservação de energia e, apesar de
ser estudado para os gases, pode ser aplicado em
quaisquer processos em que a energia de
um sistema é trocado com o meio externo na forma
de calor e trabalho.
 Quando fornecemos a um sistema certa quantidade
de energia Q, esta energia pode ser usada de duas
maneiras:
 1. Uma parte da energia pode ser usada para o
sistema realizar um trabalho (t), expandindo-se ou
contraindo-se, ou também pode acontecer de o
sistema não alterar seu volume (t = 0);
 2. A outra parte pode ser absorvida pelo sistema,
virando energia interna, ou seja, essa outra parte
de energia é igual à variação de energia (ΔU) do
sistema. Se a variação de energia for zero (ΔU =
0) o sistema utilizou toda a energia em forma de
trabalho.
 ΔU= Q – t
Assim temos enunciada a primeira lei da termodinâmica: a variação de energia interna
ΔU de um sistema é igual a diferença entre o calor Q trocado com o meio externo e
o trabalho t por ele realizado durante uma transformação.
Aplicando a lei de conservação da energia, temos:
 ΔU= Q – t à Q = ΔU + t
 * Q à Quantidade de calor trocado com o meio:
Q > 0 à o sistema recebe calor;
Q < 0 à o sistema perde calor.
 * ΔU à Variação da energia interna do gás:
ΔU > 0 à a energia interna aumenta, portanto, sua temperatura
aumenta;
ΔU < 0 à a energia interna diminui, portanto, sua temperatura
diminui.
 * t à Energia que o gás troca com o meio sob a forma de
trabalho:
t > 0 à o gás fornece energia ao meio, portanto, o volume
aumenta;
t < 0 à o gás recebe energia do meio, portanto, o volume diminui.
Aplicações
 Muitas máquinas têm como objetivo a realização de
trabalho, e para o conseguir, utilizam energia que é,
muitas vezes, recebida pela máquina sob a forma
de calor. As máquinas que recebem energia sob a
forma de calor de modo a poderem realizar trabalho,
designam-se por máquinas térmicas.
 Uma máquina térmica, como o modelo de
funcionamento de um motor de um automóvel, é um
sistema que executa uma transformação cíclica, isto
é, a máquina térmica passa periodicamente pelo
mesmo estado. Como os estados inicial e final de um
ciclo são os mesmos, a energia interna nesses estados
é igual, e assim, a variação de energia interna ao fim
de um ciclo é nula.
Deste modo, aplicando a 1ª lei da termodinâmica a uma máquina
térmica ao fim de um ciclo:
Segundo a 1ª lei da termodinâmica, o
trabalho realizado por uma máquina
térmica sobre o exterior (o sinal
negativo significa que a máquina realiza
trabalho sobre os arredores), é igual à
energia recebida sob a forma de calor
absorvida por ela.