Aula 3 - Prof. Romulo (02/04/2012) 1a. Lei da Termodin\^amica Termodin\^amica: T, temperatura, P, press\~ao, V, volume, n, n\umero de moles.

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1 Aula 3 - Prof. Romulo (02/04/2012) 1a. Lei da Termodin\^amica Termodin\^amica: T, temperatura, P, press\~ao, V, volume, n, n\umero de moles.

2 Expans\~ao t\ermica do g\as. (Experimento virtual!) intranet Caso1: g\as a baixa press\~ao! Caso2: g\as a press\~ao externa constante e alta press\~ao do g\as. (expans\~ao t\ermica)

3 Trabalho realizado pelo g\as! P dx P>0 PV=NRT

4 Equa\cao de estado de um g\as: PV=NRT P dx P>0

5 Problema: Como sair de um estado (P0, V0, T0) --> (Pf, Vf, Tf)? V p T Exemplo de diagrama PVT para um sistema termodin\^amico.

6 resolu\cao: V p T0 Tf (P0, V0, T0) (Pf, Vf, Tf)

7 Existem muitos caminhos! E cada caminho possui um valor para trabalho e calor transferido para o g\as! V p T0 Tf (P0, V0, T0) (Pf, Vf, Tf) Processo iso\corico: W=0, Calor= - Q1a Processo isob\arico: W1>0, Calor= +Q1b

8 Por outro lado para todos os caminhos foi verificado: Q-W=Constante ! V p T0 Tf (P0, V0, T0) (Pf, Vf, Tf) Processo iso\corico: W=0, Calor= -Q2b Processo isob\arico: W2>0, Calor= +Q2a

9 Por que Q-W=Cte ? Isso se deve a 1a. Lei da Termodin\^amica! dU(T,V,N) = dQ - dW Energia Interna (fun\cao de ponto!) diferenciais n\~ao exatas! * consideramos que o n\umero de part\ii culas \e constante!

10 Outros Processos: V p T0 Tf (P0, V0, T0) (Pf, Vf, Tf) Processo adiab\atico: Q=0.

11 Outros Processos: V p T0 Tf (P0, V0, T0) (Pf, Vf, Tf) Ciclo: U0=Uf:

12 Expans\~ao livre! Q=W=0

13 Exerc\ii cio 1: ordene as trajet\orias em (a) rela\cao a varia\cao de energia interna, (b) trabalho realizado e (c) calor transferido para o sistema. V p (P0, V0, T0) (Pf, Vf, Tf) (III) (I) (II)

14 Exerc\ii cio 2: considere a transi\cao de fase da \agua da fase l\ii quida com V0 = 10^{-3}m^3 para a fase gasosa \`a T0=100^{o}C e P0=1atm e com volume final, Vf= 1,671 m^3. (a) Calcule o trabalho gerado pelo vapor. (b) Calcule a varia\cao da energia interna deste problema. (c) Se tiv\essemos um g\as ideal, PV=NRT, como seria afetada a energia interna em uma expans\~ao \`a tempera\- tura constante. V p (P0, V0, T0) (P0, Vf, T0)

15 Exerc\ii cio 3: explique o fato de a bomba de ar tender a ficar cada vez mais quente ap\os o seu uso. Use o fato que \e mais dif\ii cil comprimir um g\as do que expand\ii-lo. fim