1 lei termodin mica

Termodinâmica
Engenharia Química ênfase em processos de fabricação de celulose e papel

termo modulo 01 – P13

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Primeira Lei da Termodinâmica
• Embora a energia assuma várias formas, a quantidade total de energia é constante e , quando energia em uma forma desaparece, ela reaparece simultaneamente em outras formas.

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Balanço de Energia para Sistemas Fechados
• Para um sistema fechado não temos saída e entrada de massa, então não teremos influência de energia devido ao fluxo mássico de um sistema.
• A variação da energia de um sistema será dada através apenas de calor e trabalho. Esta variação está representada pela equação a seguir:

( E ) Q  W

3.1

 (U  Ec  E p ) Q  W

3.2

3

Sistema Fechado
• Para o caso de um sistema fechado que não sofre variação de energia cinética e potencial, a equação 3.2 torna-se:

U Q  W

dU dQ  dW ou 3.3

3.4

 (nU ) Q  W nU Q  W

3.5

3.6
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Sistema Fechado
• Dividindo a equação 3.6 pelo tempo teremos:

3.7

3.8

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Exercício 3.1
• Quando um sistema é levado do estado a para o estado b, ao longo de uma trajetória acb, 100J de calor fluem para dentro do sistema e o sistema realiza 40J de trabalho. c P

b d a

e

V

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Exercício 3.1
a) Qual a quantidade de calor que flui para dentro do sistema ao longo da trajetória aeb, se o trabalho realizado pelo sistema for de 20J?
b) O sistema retorna de b para a pela trajetória bda. Se o trabalho realizado sobre o sistema for de 30J, o sistema absorverá ou liberará calor? Qual a quantidade?
Admita que as modificações no sistema ocorram somente na sua energia interna e que a equação 3.3 se aplica.
Para o trajeto acb, e então para qualquer trajetória levando de a para b,

U Q  W

U

t ab Qacb  Wacb

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t ab Qacb  Wacb 100  40 60 J

t ab Qaeb  Waeb

U
U

60 Qacb  20  Qacb 80 J

U

t ba Qbda  Wbda

 60 Qbda  30

U

t ab  U

t ba Qbda  90 J
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Exercício 3.2
4kg de determinado gás estão contidos em um sistema pistão cilindro. O gás