Energia Interna de um Gás e Primeiro Princípio da Termodinâmica PROFESSOR: DEMETRIUS SÉRIE: 2º ANO DISCIPLINA: FÍSICA 1
Primeira Lei da Termodinâmica: uma ideia geral... Um gás possui energia interna Ao receber uma quantidade de calor, sua energia interna aumenta Ao ceder uma quantidade de calor, sua energia interna diminui
A energia interna de um gás depende da temperatura Para um gás perfeito monoatômico, a sua energia interna U é a soma das energias cinéticas Ec médias de todas as suas moléculas:
SOBRE O GÁS: Se a temperatura aumenta (ΔT>0), a energia interna do gás aumenta: ΔU>0 Se a temperatura diminui (ΔT<0), a energia interna do gás diminui: ΔU<0 Se a temperatura não varia (ΔT=0), a energia interna do gás não muda: ΔU=0
A velocidade média das moléculas v – velocidade média (m/s) R – Constante Universal do Gases ideais (8,31 J/mol.k) T – Temperatura do gás (K) M – Massa molar do gás (g/mol) A energia cinética média por molécula e – energia cinética (J) k – Constante de Boltzmann (1,38.10-23 J/K) T – Temperatura do gás (K)
PRIMEIRO PRINCÍPIO DA TREMODINÂMICA A variação da energia interna ΔU de um sistema é expressa por meio da diferença entre a quantidade de calor Q trocada com o meio ambiente e o trabalho τ realizado durante a transformação.
EXEMPLO Um gás recebe 50 J de calor de uma fonte térmica e se expande, realizando um trabalho de 5 J. Quanto vale a variação da energia interna desse gás? 45 J
CONSIDERAÇÕES Convenção de sinais: Calor recebido pelo gás Q>0 Calor cedido pelo gás Q<0 Trabalho realizado pelo gás (expansão) τ >0 Trabalho realizado sobre o gás (compressão) τ <0
Vamos fazer alguns exercícios do livro Vamos fazer alguns exercícios do livro? Página 325 (Verificação e Aplicação) Página 327 (A11) Página 328 (V11)