Capítulo 05. Termodinâmica

A  área  da  figura  é  dada  por  A = p · V,  sendo

= p  · V, então,     Área

Observação

Se o gás sofrer uma transformação de pressão variável, calculamos o trabalho apenas pelo método das áreas (gráfico).

2. Energia de um Sistema

A energia de um sistema é composta de duas partes.

2.1. Energia Externa

É a energia do sistema devido às relações que ele tem com o meio externo (energia cinética e energia potencial).

2.2. Energia Interna

É a energia do sistema devido às condições intrínsecas. Num gás, corresponde:

I. Energia térmica: é a energia que se associa ao movimento de agitação térmica das moléculas.

 

II. Energia potencial de configuração: é a energia associada às forças internas conservativas.

III. Energia cinética atômico-molecular: é a energia associada à rotação das moléculas, às vibrações intramoleculares e aos movimentos intra-atômicos das partículas elementares.

Não é possível medir diretamente a energia interna U de um sistema, porém podemos conhecer a variação de energia interna U. A variação da energia interna (U) é igual à variação da energia cinética de translação das moléculas que constituem o sistema, isso para gases ideais e monoatômicos. Se o gás sofre variação de temperatura, a energia cinética das moléculas sofre variação e, conseqüentemente, varia a energia interna do gás.

No início:

No final:

Variação da energia cinética

Essa variação Ec corresponde à variação de energia interna U do gás, então:

Se T > 0, ou seja, Tf > Ti, a energia interna do gás aumenta (U > 0).

Se T < 0, ou seja, Tf < Ti, a energia interna do gás diminui (U < 0).

Se T = 0, ou seja, Tf = Ti, a energia interna do gás não varia (U = 0).

A lei de Joule para gases ideais diz que a energia interna de uma dada massa de gás ideal é função somente de sua temperatura.


55
  Capítulo 05. Termodinâmica 55