Volume (V) = Espaço ocupado pela amostra.

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2 Volume (V) = Espaço ocupado pela amostra.
Variáveis de Estado Pressão (P) = Quantidade de choques entre as partículas e as paredes do recipiente. Volume (V) = Espaço ocupado pela amostra. Temperatura (T) = Energia Cinética média das partículas.

3 Energia Interna de um Gás Ideal (U)
Temperatura (T): Energia Cinética Média das partículas Energia Interna (U): É a soma das energias cinéticas das partículas.

4 Energia Interna de um Gás Ideal (U)
Energia Interna (U): É a soma das energias cinéticas das partículas. Gás Monoatômico: 𝑈= 3 2 𝑃𝑉= 𝑛𝑅𝑇 Gás Diatômico: 𝑈= 5 2 𝑃𝑉= 𝑛𝑅𝑇 No SI: U é medida em Joule (J) Temperatura(T): Energia Cinética Média das partículas

5 Variação da Energia Interna de um Gás Ideal (U)
Gás aquece: ΔU > 0 Gás esfria: ΔU < 0 Gás mantém a temperatura constante: ΔU = 0 A energia interna pode ser considerada o “reservatório de energia do gás”

6 Calor Trocado por um gás (Q)
Gás recebe calor: Q > 0 Gás cede calor: Q < 0 Gás não troca calor com o ambiente externo: Q =0

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8 Para temperatura sempre adotar a unidade Kelvin!!!

9 Para temperatura sempre adotar a unidade Kelvin!!!

10 A transformação isobárica poderá ser identificada quando o êmbolo se movimentar lentamente ou com velocidade constante (equilíbrio com a pressão externa).

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12 Equação Geral do Gases Para uma determinada quantidade de mols de gás ideal:

13 Para temperatura sempre adotar a unidade Kelvin!!!
Equação Geral do Gases Para temperatura sempre adotar a unidade Kelvin!!!

14 Equação Clapeyron

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16 Unidades

17 Densidade de um Gás Ideal

18 Termodinâmica

19 Energia Interna de um Gás Ideal (U)
Temperatura (T): Energia Cinética Média das partículas Energia Interna (U): É a soma das energias cinéticas das partículas.

20 Energia Interna de um Gás Ideal (U)
Energia Interna (U): É a soma das energias cinéticas das partículas. Gás Monoatômico: 𝑈= 3 2 𝑃𝑉= 𝑛𝑅𝑇 Gás Diatômico: 𝑈= 5 2 𝑃𝑉= 𝑛𝑅𝑇 No SI: U é medida em Joule (J)

21 Variação da Energia Interna de um Gás Ideal (U)
Gás aquece: ΔU > 0 Gás esfria: ΔU < 0 Gás mantém a temperatura constante: ΔU = 0 A energia interna pode ser considerada o “reservatório de energia do gás”

22 Calor Trocado por um gás (Q)
Gás recebe calor: Q > 0 Gás cede calor: Q < 0 Gás não troca calor com o ambiente externo: Q =0

23 Como um gás pode trocar energia com o ambiente externo?
Energia térmica: Calor (Q) Diferença de temperatura Energia Mecânica: Trabalho (τ) Empurrando ou sendo empurrado

24 Trabalho Realizado por uma força

25 Trabalho Realizado pela Força da Pressão Exercida por um Gás
𝑉 𝐴 𝑉 𝐵 𝑉 𝐵 = S. ℎ 𝐵 𝑉 𝐴 = S. ℎ 𝐴

26 Trabalho Realizado pela Força da Pressão Exercida por um Gás
τ = F . ΔS Ainda: P = F/S → F = P.S τ = P . S . ΔS = F. S .( ℎ 𝐵 − ℎ 𝐴 ) τ = P . (S. ℎ 𝐵 - S. ℎ 𝐴 ) τ = P . ( 𝑉 𝐵 − 𝑉 𝐴 ) 𝑉 𝐴 𝑉 𝐵 𝑉 𝐵 = S. ℎ 𝐵 𝑉 𝐴 = S. ℎ 𝐴

27 Trabalho Realizado pela Força da Pressão Exercida por um Gás
Expansão do Gás: τ > 0 O gás realiza trabalho O gás cede energia para o meio sob a forma de trabalho (não calor!)

28 Trabalho Realizado pela Força da Pressão Exercida por um Gás
Compressão do Gás: τ < 0 Um trabalho é realizado sobre o gás O gás recebe energia do meio sob a forma de trabalho (não calor!)

29 Trabalho Realizado pela Força da Pressão Exercida por um Gás
Atenção! Se o volume de o gás não varia: τ = 0

30 Trabalho Realizado numa Transformação Cíclica

31 Trabalho Realizado numa Transformação Cíclica
τ1 > 0 (Expansão) τ2 < 0 (Compressão)

32 Trabalho Realizado numa Transformação Cíclica
τ = τ1 - τ2

33 Resumo

34 Primeiro Princípio da Termodinâmica
Q = 100 J ΔU = 100 J Ops! Expansão do Gás τ = 30J ΔU = 100 J – 30 J = 70 J ΔU = Q - τ

35 Na figura: Aumento do Volume: W > 0
Na figura: Aumento do Volume: W > 0. Aumento da temperatura: ΔU >0

36 Na figura: Aumento da temperatura: ΔU>0

37 Na figura: Expansão: W > 0

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41 Máquinas Térmicas (Motor)

42 Máquinas Térmicas (Motor)
| Q1 | = | Ʈ | + | Q2 | Energia Térmica => Energia Mecânica

43 Máquinas Térmicas (Refrigerador)

44 Máquinas Térmicas (Refrigerador)
| Q2 | = | Ʈ | + | Q1 | Energia Mecânica => Energia Térmica

45 Máquinas Térmicas – Rendimento(n)
| Q1 | = | Ʈ | + | Q2 | Logo: | Ʈ | = |Q1 | - | Q2 | n = Ʈ Q1 = Q1 −Q2 Q1

46 Máquinas Térmicas com Máximo Rendimento – Ciclo de Carnot

47 Máquinas Térmicas com Máximo Rendimento – Ciclo de Carnot
ΔU = Q – τ ΔU 1/2 = 0 0 = Q 1/2 -τ τ = Q 1/2 > 0 τ = Q 3/4 < 0

48 Ciclo de Carnot – Rendimento(n)
| Q1 | = | Ʈ | + | Q2 | Logo: | Ʈ | = |Q1 | - | Q2 | (T2) n = Ʈ Q1 = Q1 −Q2 Q1 = T1 −T2 T1

49 2º Princípio da Termodinâmica 3º Princípio da Termodinâmica
É impossível realizar um processo cujo único efeito seja remover calor de um reservatório térmico e produzir uma quantidade equivalente de trabalho 3º Princípio da Termodinâmica Indica que não pode haver um motor com n = 100%