- 3 - Primeira Lei Formalismo.

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1 - 3 - Primeira Lei Formalismo

2 FUNÇÕES DE ESTADO E DIFERENCIAIS EXATAS
Processo 1: adiabático Processo 2: não -adiabático DU é igual para os dois processos

3 Diferencial exata: quantidade infinitesimal que, quando integrada, dá um resultado que é independente da curva (do caminho) que liga os estados inicial e final (ex: dU) Diferencial não-exata: quantidade infinitesimal que, quando integrada, dá um resultado que depende da curva (do caminho) que liga os estados inicial e final (ex: dq , dw)

4 Variação da Energia Interna
Para um sistema fechado: dU é função do Volume e da Temperatura

5 pressão interna para um gás perfeito não há interações entre as moléculas, a energia interna é independente do volume da amostra

6 Energia interna e expansão isotérmica do gás perfeito
Experiência de Joule: Medida de ( U/  V) Expansão devido ao vácuo: w = 0 Não há troca de calor no sistema q = 0 Para um gás perfeito pT (pressão interna) não depende do volume

7 Variação da energia interna com a Temperatura a P cte
Coeficiente de expansão (térmica) Dependência entre U e T a pressão cte

8 Compressibilidade isotérmica Coeficiente Joule-Thomson
Dependência da entalpia com a Temperatura H = U + P V Variação de H a Volume cte Compressibilidade isotérmica Coeficiente Joule-Thomson KT é >0 P V Obs.: Para um gás ideal KT= 1/p

9 Efeito Joule-Thomson, o resfriamento de um gás numa expansão adiabática
Expansão de um gás através de uma barreira porosa Condições isentálpica: Expansão de uma Pi cte até Pf cte Isolamento térmico  processo adiabático Medida de DT

10 A pressão fica cte em cada lado da válvula
Válvula de estrangulamento A pressão fica cte em cada lado da válvula Pressão a jusante Pi Pf Pi , Vi , Ti Vi  0 Pressão a montante Pi Pf 0  Vf Obs.: Temperatura mais baixa do lado de P mais baixa DT  DP Pi Pf , Vf , Tf Pf EFEITO JOULE - THOMSON

11 Efeito Joule - Thomson Coeficiente Joule-Thomson isotérmico
m > 0 Resfriamento na expansão m < 0 Aquecimento na expansão

12 Efeito Joule - Thomson m : coeficiente Joule - Thomson
resfriamento na expansão aquecimento na expansão temperatura de inversão Para uma dada pressão há duas temperaturas de inversão: uma superior e uma inferior

13 Temperaturas de inversão de três gases reais

14 Relação entre Cv e Cp Relação geral

15 Relação entre Cv e Cp Cp - Cv = nR Para um gás ideal
Para qualquer substância pura Cp - Cv = nR