Primeira_Lei_da_Termodinâmica

8/9/2019 Primeira_Lei_da_Termodinmica

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Primeira Lei da Termodinmica

Trabalho elaborado por:

Andr Parelho

Henrique Gamboa


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Introduo

Neste trabalho pretendemos abordar os princpios

da Primeira Lei da Termodinmica e os processos

de transferncia de energia, enunciando-as eformulando-as, exemplificando-as e ilustrando-as.


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Primeira Lei da Termodinmica A energia interna de um sistema pode variar

devido interaco da fronteira com a respectiva

vizinhana por trabalho, calor ou radiao. A energia no se ganha nem se perde, mas

transfere-se de um sistema para outro Lei de

Conservao de Energia que, no caso dos sistemas

termodinmicos, se denomina Primeira Lei da

Termodinmica.


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A energia interna, Eint ou U, de um sistema isolado

uma constante, pelo que a variao de energia

nula:Eint = 0 (Sistema Isolado)

Mas muitos sistemas no so isolados, podendo

haver transferncias de energia, entre eles e a

vizinhana, por trabalho, calor ou radiao:

Eint = W+ Q + R (Sistema No Isolado)


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Quando entra energia no sistema, seja por

trabalho, W, calor, Q ou radiao, R, estes so

positivos pois fazem aumentar a energia interna dosistema:

Eint > 0

Quando sai energia do sistema, W, Q ou R so

negativos:

Eint < 0


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No necessrio que um sistema esteja isolado

para que a variao da sua energia interna seja

nula, basta que receba e fornea a mesmaquantidade de energia:

SeR = 0 e se Q = -W, ento, Eint = 0

Um aumento de energia interna porQ pode ser

igualmente conseguido porWou R pois Q, We R

so, do ponto de vista da variao de energia

interna do sistema, equivalentes.


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Radiao

Pode-se aumentar a energia interna de um sistema

atravs de radiao, por exemplo, ao incidir luz de

uma fonte laser na parede lateral transparente deum recipiente isolador trmico de tampa fixa,

contendo gs. Toda a luz absorvida pelas

molculas de gs, aumentando a sua energia

cintica e, por consequncia, a energia interna.


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O aumento da energia interna deve-se totalmente

radiao absorvida. Como Q = 0 e W = 0, a

Primeira Lei reduz-se a:Eint = R


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Atravs de um laser transfere-se energia por radiao para o gs contido

no recipiente.


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Trabalho O trabalho termodinmico pode ser de dois tipos.

O primeiro pode ser exemplificado por um gs

contido num recipiente isolado termicamente cujatampa se pode deslocar para cima e para baixo

(mbolo).

Ao pressionar-mos o mbolo, o volume ocupado

pelo gs diminui. Por aco da fora que

exercida sobre a tampa, transfere-se energia para o

sistema atravs de trabalho.


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ComoR = 0 e Q = 0, a Primeira Lei reduz-se a:

Eint = W

Sempre que houver variao de volume, transfere-

se energia por trabalho:

Se o volume do sistema diminui, a sua energia

interna aumenta;Se o volume do sistema aumenta, a sua

energia interna diminui.


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Ao fazer variar o volume do gs contido no recipiente, realiza-se

trabalho.


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O segundo tipo de trabalho termodinmico pode

ter como exemplo um gs no interior de um

recipiente isolado termicamente, que no recebenem radia energia, e cujas variaes de volume

so impedidas pelas paredes rgidas do recipiente.

Para que ocorra transferncia de energia, o sistema

ter de ser agitado. Esta transferncia de energiatambm se faz por trabalho.


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Ao agitar o gs contido no recipiente tambm se realiza trabalho.


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Calor Pode-se fazer variar a energia interna ao permitir

um fluxo de calor da vizinhana para o sistema,

por exemplo, colocando o gs num recipientecondutor trmico em contacto com um outro

sistema a uma temperatura maior. Como a tampa

do recipiente est fixa, a variao da energia

interna do gs devida exclusivamente ao calor,ficando a expresso da Primeira Lei:

Eint = Q


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Se a fonte estivesse a menor temperatura do que

o sistema, o calor fluiria deste para a fonte e a

energia interna do sistema diminuiria.


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Transfere-se energia por calor, sempre do corpo a maior temperatura

para o corpo a menor temperatura, at estes atingirem equilbrio trmico.


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Concluso Com este trabalho pode-se concluir que a Primeira

Lei relaciona as energias que transitam de um

sistema ou para um sistema, atravs da suafronteira, e a consequente variao de energia

interna do sistema.

Essas transferncias de energia podem ser feitas

por processos como trabalho, calor ou radiao.


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Bibliografia

Ventura, G., Fiolhais, M., Fiolhais, C., Paiva, J.,

Jos Ferreira, A., (2007), 10 F A Manual de

Fsica e Qumica A 10./11. ano, Lisboa. http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/thermo1.html

http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/heat.html

http://penta3.ufrgs.br/CESTA/fisica/calor/garrafatermica3.gif

Nota: Devido dificuldade em encontrar imagens,

as imagens apresentadas foram submetidas a

alteraes pelos membros do grupo.


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ndice

Introduo Diapositivo 2

Primeira Lei da Termodinmica Diapositivo 3

Radiao Diapositivo 7

Trabalho Diapositivo 10

Calor Diapositivo 15

Concluso Diapositivo 18

Bibliografia Diapositivo 19

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