Aula 3 - Prof. Romulo (02/04/2012) 1a. Lei da Termodin\^amica Termodin\^amica: T, temperatura, P,...
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Aula 3 - Prof. Romulo (02/04/2012) 1a. Lei da Termodin\ ^amica Termodin\^amica: T, temperatura, P, press\~ao, V, volume, n, n\’umero de moles.
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Aula 3 - Prof. Romulo(02/04/2012)
1a. Lei da Termodin\^amicaTermodin\^amica:
T, temperatura,P, press\~ao,V, volume,n, n\’umero de moles.
Expans\~ao t\’ermica do g\’as. (Experimento virtual!)
intranetCaso1: g\’as a baixa press\~ao!
Caso2: g\’as a press\~ao externa constantee alta press\~ao do g\’as. (expans\~ao t\’ermica)
Trabalho realizado pelo g\’as!
P
dxP>0
PV=NRT
Equa\cao de estado de um g\’as:PV=NRT
P
dxP>0
Problema: Como sair de um estado (P0, V0, T0) --> (Pf, Vf, Tf)?
V
p
T
Exemplo de diagrama PVT para um sistema termodin\^amico.
resolu\cao:
V
p
T0
Tf(P0, V0, T0)
(Pf, Vf, Tf)
Existem muitos caminhos! E cada caminho possui um valor para trabalho e calor transferido para o g\’as!
V
p
T0
Tf(P0, V0, T0)
(Pf, Vf, Tf)
Processo iso\c’orico: W=0, Calor= - Q1a
Processo isob\’arico: W1>0, Calor= +Q1b
Por outro lado para todos os caminhos foi verificado: Q-W=Constante !
V
p
T0
Tf(P0, V0, T0)
(Pf, Vf, Tf)
Processo iso\c’orico: W=0, Calor= -Q2b
Processo isob\’arico: W2>0, Calor= +Q2a
Por que Q-W=Cte? Isso se deve a 1a. Lei da Termodin\^amica!
dU(T,V,N) = dQ - dW
Energia Interna (fun\cao de ponto!)
diferenciais n\~ao exatas!
* consideramos que o n\’umero de part\ii culas \’e constante!
Outros Processos:
V
p
T0
Tf(P0, V0, T0)
(Pf, Vf, Tf)
Processo adiab\’atico:Q=0.
Outros Processos:
V
p
T0
Tf(P0, V0, T0)
(Pf, Vf, Tf)
Ciclo: U0=Uf:
Expans\~ao livre!Q=W=0
Exerc\ii cio 1: ordene as trajet\’orias em (a) rela\cao a varia\cao de
energia interna, (b) trabalho realizado e (c) calor transferido para o sistema.
V
p
(P0, V0, T0)
(Pf, Vf, Tf)
(III)
(I)
(II)
Exerc\ii cio 2: considere a transi\cao de fase da \’agua da fase l\ii quida comV0 = 10^{-3}m^3 para a fase gasosa \`a T0=100^{o}C e P0=1atm e com volumefinal, Vf= 1,671 m^3 . (a) Calcule o trabalho gerado pelo vapor. (b) Calculea varia\cao da energia interna deste problema. (c) Se tiv\’essemos um g\’as ideal,PV=NRT, como seria afetada a energia interna em uma expans\~ao \`a tempera\-tura constante.
V
p(P0, V0, T0) (P0, Vf, T0)
Exerc\ii cio 3: explique o fato de a bomba de ar tender a ficar cada vez maisquente ap\’os o seu uso. Use o fato que \’e mais dif\ii cil comprimir um g\’asdo que expand\ii-lo.
fim
