TRABALHO E CALOR.

Apresentação em tema: "TRABALHO E CALOR."— Transcrição da apresentação:

1 TRABALHO E CALOR

2 Define-se trabalho como o produto do valor da força aplicada sobre um corpo pelo deslocamento, que esse corpo sofre na direção da força.

3 Convenção de sinais TRABALHO REALIZADO POR UM SISTEMA = + (POSITIVO)

4 TRABALHO REALIZADO SOBRE UM SISTEMA = - (NEGATIVO)

5 1 J = 1 N.m 1 W = J/s UNIDADE DE TRABALHO UNIDADE DE POTENCIA
Trabalho realizado por unidade de tempo 1 W = J/s

6 Trabalho realizado devido ao movimento de fronteira de um sistema compressível simples
1ª Demonstração

7 2ª Demonstração

8 FORMAS DE CALCULAR TRABALHO
GRÁFICA ANALÍTICA

9 PROCESSO POLITRÓPICO

10 GÁS IDEAL

11 Exemplo 01 Consideremos como sistema o gás contido no cilindro, provido de um êmbolo sobre o qual são colocados vários pesos pequenos. A pressão inicial é de 200 kPa e o volume inicial do gás é de 0,04 m3 a) Coloquemos um bico de Bunsen embaixo do cilindro e deixemos que o volume do gás aumente para 0,1 m3, enquanto a pressão permanece constante. Calcular o trabalho realizado pelo sistema durante este processo. b) Consideremos o mesmo sistema e as mesmas condições iniciais, porém, ao mesmo tempo que o bico de Bunsen está sob o cilindro e o êmbolo se levanta a temperatura do gás se mantém constante. Calcular o trabalho (CONSIDERE COMPORTAMENTO DE GÁS IDEAL) c) Consideremos o mesmo sistema, porém durante a transferência de calor, o processo apresenta o comportamento PV1,3 = constante. Calcular o trabalho.

12 DEFINIÇÃO DE calor (q) Forma de transferência de energia, através da fronteira de um sistema numa dada temperatura, a um outro sistema numa temperatura inferior

13 Unidades de calor 1 caloria = 4,1868 J (exatamente)
SISTEMA INTERNACIONAL = JOULE (J) 1 caloria = 4,1868 J (exatamente)

14 Convenção de sinais CALOR TRANSFERIDO PARA UM SISTEMA= + (POSITIVO) CALOR TRANSFERIDO DE UM SISTEMA= - (NEGATIVO) Q= 0 (PROCESSO ADIABÁTICO)

15 COMPARAÇÃO ENTRE CALOR E TRABALHO
Calor e trabalho são fenômenos transitórios. Os sistemas nunca possuem calor e trabalho, porém qualquer um deles, ou ambos, atravessam a fronteira do sistema quando este sofre uma mudança de estado Tanto o calor como o trabalho são fenômenos de fronteira

16 Comparação entre calor e trabalho
Espiras de resistência elétrica são enroladas ao redor do recipiente O calor atravessa a fronteira do sistema, porque a temperatura da parede é superior a temperatura do gás O trabalho atravessa a fronteira do sistema, porque a eletricidade atravessa a fronteira do sistema

17 Primeira lei da termodinâmica PARA SISTEMA FECHADO

18 Primeira Lei da Termodinâmica para um sistema percorrendo um ciclo

19 Primeira Lei da Termodinâmica para um sistema percorrendo um ciclo
Trabalho é fornecido ao sistema pelas pás que giram à medida que o peso desce O sistema volta ao estado inicial pela transferência de calor do sistema até que o ciclo seja completado

20 Primeira Lei da Termodinâmica para mudança
de estado de um sistema DEMONSTRAÇÃO

21 Energia de um sistema termodinâmico
Energia cinética: atreladas ao movimento de todo o sistema e ao movimento das partículas que o constituem. Energias potenciais: devido às interações com o ambiente externo expressas via campos gravitacionais, elétricos ou magnéticos e devido às interações entre as moléculas, íons, átomos, elétrons, núcleos que constituem esse sistema.

22 Energia interna A energia interna  de um sistema termodinâmico onde massa e energia são tratadas como grandezas não relacionadas corresponde à soma das suas energias microscópicas.

23 Energia interna Nível microscópico, inacessível aos nossos sentidos, abarcando a soma das energias cinéticas das partículas constituintes - atrelada ao movimento térmico dessas -; as energias potenciais de todas as interações entre tais partículas microscópicas, com destaque para a elétrica no caso das energias nas ligações químicas (energia química) e para a nuclear no caso das energias de interação entre núcleos (energia nuclear);

24 Equação da Primeira Lei

25 Exemplo 02 Um fluido, contido num tanque, é movimentado por um agitador. O trabalho fornecido ao agitador é 5090 kJ e o calor transferido do tanque é 1500 kJ. Considerando o tanque e o fluido como sistema, determinar a variação da energia deste. FLUIDO

26 Exemplo 03 Um recipiente, com volume de 5 m3, contém 0,05 m3 de água líquida saturada e 4,95 m3 de água no estado de vapor saturado a pressão de 0,1 MPa. Calor é transferido à água até que o recipiente contenha apenas vapor saturado. Determinar o calor transferido nesse processo.