Termodinâmica

Resumo: Termodinâmica

Os personagens da termodinâmica

Primeiro, os personagens. O sistema é a parte estudada, geralmente um gás ideal preso num cilindro com um êmbolo móvel. O calor, Q, é energia em trânsito por causa de uma diferença de temperatura. O trabalho, W, é a energia trocada quando o gás empurra o êmbolo ou é comprimido por ele. E a energia interna, U, é a energia das partículas do gás. No gás ideal, ela depende só da temperatura: se a temperatura sobe, a energia interna aumenta. Lembre também da equação de Clapeyron: p V igual a n R T.

O trabalho realizado por um gás

Quando um gás se expande, ele empurra o êmbolo e realiza trabalho. Se a pressão for constante, o trabalho é a pressão vezes a variação de volume. Na expansão, o volume aumenta e o trabalho é positivo: o gás realiza trabalho. Na compressão, o trabalho é negativo: o gás recebe trabalho. Se o volume não muda, o trabalho é zero. Uma dica de prova: no gráfico pressão por volume, o trabalho é igual à área sob a curva. Em um ciclo fechado, é a área interna do ciclo.

Pontos principais

• O trabalho de um gás é W = p·ΔV e equivale à área no gráfico p × V
• 1ª lei: Q = W + ΔU, a conservação da energia
• Cada transformação gasosa simplifica a 1ª lei de um jeito
• 2ª lei: nenhuma máquina térmica tem rendimento de 100%