termodinamica termodinamica termodinamica, Exercícios de Termodinâmica Aplicada

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Prof. Ricardo Alencar

TERMODINÂMICA

Perdas de calor

Quando uma energia se transforma em outra, sempre há perda de calor

Termodinâmica é a ciência

que trata

• (^) do calor e do trabalho
• (^) das características dos sistemas e
• (^) das propriedades dos fluidos termodinâmicos

Sadi Carnot

1796 - 1832

James Joule

1818 - 1889

Rudolf Clausius

1822 - 1888

Wiliam Thomson

ou Lord Kelvin

1824 - 1907

Emile Claupeyron

1799 - 1864

Alguns ilustres pesquisadores

que construiram a termodinâmica

Para entender melhor a

a

Lei de Termodinâmica

é preciso compreender as características dos

sistemas termodinâmicos e os caminhos

“percorridos” pelo calor...

Transformação

P 1

V 1

T 1

U 1

P 2

V 2

T 2

U 2

Estado 1 Estado 2 Transformação

Variáveis de

estado

Variáveis de

estado

“Caminho” descrito pelo sistema na

transformação.

Processos

P 1

V 1

T 1

U 1

P 2

V 2

T 2

U 2

Processos Durante a transformação

Isotérmico temperatura T é invariável

Isobárico Pressão P é invariável

Isovolumétrico Volume V é constante

Adiabático É nula a troca de calor Q com a vizinhança.

PRIMEIRO PRINCÍPIO DA

TERMODINÂMICA

Exemplo

• (^) (PUCRS) Durante a expansão de um gás, este

realiza um trabalho de 200 J, mediante o

recebimento de uma quantidade de calor

equivalente a 900 J. Nessa expansão a variação

da energia interna do gás é

• (^) (A) 900 J.

(B) 700 J.

(C) 500 J.

(D) 300 J.

(E) 200 J.

O calor Q que passa pelas fronteiras

do sistema depende do processo.

∆V = V 2 -V 1

∆U = Q - W

W

depende de

como a pressão

e volume mudam

no processo.

W = F.d

F = Pr.S

W = Pr.S.d

W = Pr.ΔV

O trabalho que

atravessa a fronteira

depende do processo?

Exemplo

• (PUCRS) O gráfico p x v representa as

transformações experimentadas por um gás

ideal. O trabalho mecânico realizado pelo gás

durante a expansão de A até C, é em Joules:

(A) 10

(B) 20

(C) 30

(D) 50

(E) 80

P 1

V 1

= nRT 1

Estado 1

n

o de moles

Constante dos gases

R = 8,31 J/mol.K = 2 cal/mol.K

Diagramas P x V

Gases ideais

P

1

V

1

T

1

Como as variáveis

de estado se

relacionam?

Equação de estado

Exemplo

• (UFRGS) Um gás é aquecido dentro de um

recipiente de volume constante. Nessas

condições

(A) aumenta a energia cinética média de

translação das moléculas do gás.

(B) é realizado um trabalho pelo gás.

(C) a pressão do gás diminui.

(D) a pressão do gás permanece constante

(E) ocorre uma transformação adiabática.

Q = + n  C

P

 (T

B

T

A

calor específico molar

a pressão constante

W = P o

 [VV B

-V A

]

1ª Lei da Termodinâmica

 U = Q - W

∆U = n  C v

 (T

B

-T

A

Calor específico a volume constante

Transformação a pressão constante

Processo isobárico