PRIMEIRO PRINCÍPIO
DA TERMODINÂMICA

Richard Trevithick (1771 - 1833)

  

 

 

  

Todo sistema apresenta uma energia interna bem definida, que depende do estado, ou seja, das condições em que o sistema se encontra. O estado de um gás aprisionado num recipiente, por exemplo, é descrito por meio dos valores de seu volume, de sua temperatura e de sua pressão. Se aquecermos esse gás, seu estado mudará e, em conseqüência, sua energia interna também será alterada.
Tomemos um sistema termodinâmico simples: uma certa porção de gás contida num cilindro com êmbolo móvel. O gás recebe ou cede calor através da parede do cilindro e realiza trabalho quando o êmbolo se move. Um corpo sobre o êmbolo mantém o gás sob uma certa pressão. Um termômetro instalado no cilindro indica a temperatura do gás.
Fornecendo calor a esse sistema, o gás se expande e realiza trabalho.
Os primeiros estudos dos motores térmicos, já mostravam que o trabalho realizado nessa expansão é menor que o calor recebido pelo sistema. Por outro lado, durante a transformação, a temperatura do sistema aumenta, evidenciando um aumento de energia interna.
O primeiro princípio da termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: A diferença entre o calor recebido e o trabalho realizado é igual ao aumento da energia interna. Algebricamente podemos escrever: DU= Q-W
Sendo Q o calor recebido pelo sistema numa transformação, W o trabalho realizado por ele e DU a variação da energia interna.
Esta equação pode ser aplicada a qualquer sistema, desde que se atribuam sinais algébricos ao calor e trabalho.
Q>0 quando o sistema recebe calor.
Q<0 quando o sistema fornece calor.
W>0 quando o volume do sistema aumenta
W<0 quando o volume do sistema diminui.
A variação de energia interna é positiva quando a temperatura aumenta e negativa quando a temperatura diminui.

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