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Primeira Lei da Termodinâmica

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by

Maron Stanley Gomes

on 22 May 2015

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Transcript of Primeira Lei da Termodinâmica

Primeira Lei da Termodinâmica
Tipos de sistemas
Na FQ,, o universo se divide em suas partes, o sistema e a vizinhança do sistema
Sistema Aberto: há troca de matéria
Sistema Fechado: não há troca de matéria, mas pode haver troca de energia
Sistema Isolado: não há troca de matéria nem de energia
Trabalho, Calor e Energia
Trabalho: É o deslocamento causado pelo sistema na sua vizinhança.
Energia: É a capacidade do sistema de efetuar um trabalho.
Sistema sofre Trabalho: Aumenta a Energia
Sistema realiza Trabalho: Diminue a Energia
A Energia pode ser transferida na forma de Calor em uma franteira diatérmica
Processo exotérmico: Libera energia (Calor)
Processo endotérmico: Absorve e
Calor, Trabalho e Energia: Interpretação molecular
Calor é a transferencia de energia que faz uso do movimento caótico das moleculas (movimento térmico).
Trabalho é a transferência de energia que faz uso do movimento organizado.
A diferença entre trabalho e calor se faz nas vizinhanças.
Energia Interna
A energia total de um sistema é denominada energia interna.
Esta energia é soma das energias cinéticas e potencial que compõem o sistema.
Conservação da energia
A energia interna de um sistema pode ser alterada seja pelo trabalho efetuado, seja pelo aquecimento do sistema.
O calor e o trabalho são maneiras equivalentes de se alterar a energia interna do sistema.
Em um sistema isolado não há alteração da energia interna.
É impossível construirmos uma máquina capaz de realizar trabalho sem o consumo de energia.
Primeira Lei
O trabalho necessário para levar um sistema de fronteiras adiabáticas de um estado até outro estado tem o mesmo valor, qualquer que seja o tipo de trabalho.
Prof. M.Sc. Maron Stanley Silva Oliveira Gomes
O número de partículas, Ni, numa amostra com N partículas, que estão num estado de energia Ei, quando ela é parte de um sistema em equilíbrio térmico, na temperatura T, é dado pela distribuição de Boltzmann:
A energia interna é uma função de estado, ou seja, depende do estado do sistema. É uma propriedade extensiva
Teorema da equipartição
Para um conjunto de partículas em equilíbrio térmico, na temperatura T, o valor médio de cada contribuição quadrática para a energia é igual a 1/2kT.
Na prática só se aplica para os movimentos de translação e rotação, não para vibração.
A energia interna de um átomo é 3/2kT, logo:
Se w for o trabalho feito sobre um sistema e q o calor transferido para um sistema, logo:
Para um sistema isolado w=0 e q=0.
Se a energia é transferida para o sistema, temos w > 0 e q > 0.
Se o sistema perde energia, w < 0 e q < 0.
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