τ =F.d {p=F/A→F=p.A τ =p.A.d{V=A.h→A=V/h τ =p.V.h {d=h τ = p. ΔV

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1 τ =F.d {p=F/A→F=p.A τ =p.A.d{V=A.h→A=V/h τ =p.V.h {d=h τ = p. ΔV
Cálculo do Trabalho τ =F.d {p=F/A→F=p.A V h τ =p.A.d{V=A.h→A=V/h τ =p.V.h {d=h h V↑→ τ +(real. pelo gás) τ = p. ΔV V↓→ τ -(real. sobre o gás)

2 As Leis da Termodinâmica
Trabalho Numa Transformação: Pressão(p) Constante. Fornece Calor › O Gás se Expande › Deslocamento do Êmbolo. Expressão do Trabalho Realizado V > 0   > 0 V < 0   < 0

3 Expansão: Compressão: p V p V Vi Vf Vf Vi A A  > 0  < 0

4 Energia Interna de um Gás
Só depende da temperatura absoluta (K) do gás. U↑ => T↑ => U+ U↓ => T↓ => U- Uconst => T const => ΔU = 0

5 Variação da Energia Interna
1a Lei da Termodinâmica τ > 0 → energia mec. que sai do sistema τ < 0 → energia mec. que entra no sistema Q > 0 → calor que entra no sistema Q < 0 → calor que sai do sistema 1a Lei ΔU = Q - τ ΔU = U2 – U1 Variação da Energia Interna

6 Transformação Isobárica
Pressão constante τ = p. ΔV ΔU = Q – τ ΔU = Q – p. ΔV Se o gás realizar mais trabalho que receber calor, então sua energia interna diminuirá e vice-versa. Sacola vedada, frouxa, com peso em cima, ao sol ou na geladeira.

7 Transformação Isobárica
V p2 p1 Volume e temperatura absoluta são diretamente proporcionais. T(K)

8 Transformação Isotérmica
( T = constante ) U = Q -  Q = 

9 As Leis da Termodinâmica
Transformações Gasosas: Transformação Isotérmica: Temperatura Constante. No processo isotérmico Não há variação de temperatura, mas há troca de calor. T = 0  U = 0  Q =  Numa Transformação Isotérmica, o calor trocado (Q) pelo gás com o exterior é igual ao trabalho realizado () no mesmo processo.

10 τ -(compressão) τ + (expansão) U = Q - τ Q = 0 => U = - τ Gás
TRANSFORMAÇÕES ADIABÁTICAS Ocorrem sem que haja trocas de calor entre o sistema e o meio externo. Isto geralmente é obtido num processo rápido. U = Q - τ Q = => U = - τ Gás τ -(compressão) τ + (expansão) OU

11 AB→Exp. Adiabática=> τ +=> U= - τ => U- => T↓
BA→Comp. Adiabática=> τ -=> U= - τ => U+ => T↑ ***Este princípio é fundamental em refrigeração!!!

12 Transformação Isométrica
Volume constante Não realiza trabalho  τ = 0 ΔU = Q – τ ΔU = Q – 0 ΔU = Q Todo calor absorvido pelo gás fica nele mesmo, aumentando sua energia interna, e vice-versa! Panela de pressão vedada com ar dentro, ao fogo ou na geladeira.

13 Transformação Isométrica
( V = constante ) U = Q -  U = Q

14 Transformação Cíclica
P V U = 0 A B C D  = A Q =  horário:  > 0 anti-horário:  < 0

15 Máquinas térmicas τ (En. Útil) M.T. Q → τ Q1 Fonte Quente
Q2 Fonte Fria

16 Enunciado de Claussius
2ª Lei da Termodinâmica Enunciado de Claussius -É impossível haver um sistema que tenha como único efeito transferir calor de uma fonte fria para uma fonte quente. -O calor não flui expontaneamente da fonte fria para a fonte quente. -Só é possível o calor passar da fonte fria para a fonte quente se fornecermos energia ao sistema

17 As Leis da Termodinâmica
Conversão de Calor em Trabalho : Máquina Térmica: Diferença de Temperatura. Para uma Máquina Térmica consiga converter calor em trabalho de modo contínuo, deve operar em ciclo entre duas fontes térmicas, uma quente e outra fria : retira calor da fonte quente (Q!), convertendo - o parcialmente em trabalho () e o restante (Q2) rejeita para a fonte fria. Rendimento Q1 = Q2 + τ τ = Q1 - Q2

18 As Leis da Termodinâmica
Ciclo de Carnot: Carnot demonstrou que, nesse ciclo, que as quantidades de calor trocadas com as fontes quente e fria são proporcionais às respectivas temperaturas absolutas das fontes. O rendimento do Ciclo de Carnot é função exclusiva das Temperaturas Absolutas das fontes quente e fria, não dependendo, portanto, da substância “trabalhante” utilizada. A expressão ao lado fornece o Máximo Rendimento de uma Máquina Térmica.

19 A máquina ideal de Carnot
Duas isotermas (AB e CD) Duas adiabáticas (BC e DA) A máquina ideal de Carnot Princípio de Carnot "Nenhuma máquina térmica real, operando entre 2 reservatórios térmicos T1 e T2 , pode ser mais eficiente que a "máquina de Carnot" operando entre os mesmos reservatórios"

20 2aLei da Termodinamica ***η → rendimento

21 A eficiência da Máquina de Carnot
A máquina ideal de Carnot Ciclo reversível A eficiência da Máquina de Carnot No ciclo: ∆U=0 → τ = Q1 - Q2 η = τ /Q1 = [Q1-Q2]/Q1  =  1 -  Q2/Q1   Q2/Q1 = T2/T1 η =  (1 -  Q2/Q1) = (1 - T2/T1) η = 1 - T2/T1 BC e DA = adiabáticas AB e CD = isotérmas Princípio de Carnot "Nenhuma máquina térmica real, operando entre 2 reservatórios térmicos T1 e T2 , pode ser mais eficiente que a "máquina de Carnot" operando entre os mesmos reservatórios"

22 As Leis da Termodinâmica
Etapas do ciclo de Carnot para uma máquina térmica Ciclo de Carnot: Não troca Calor. Expansão Adiabática. Expansão Isotérmica; o gás retira Q1 da fonte quente. Não troca Calor: Compressão Adiabática Compressão Isotérmica : rejeita Q2 para a fonte fria