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CAPÍTULO 2

ENERGIA E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA

O conceito de energia é fundamental na Termodinâmica.

Discutiremos este conceito e deduziremos equações que nos permitirão aplicar o princípio de conservação da energia. De início nos limitaremos a sistemas fechados. Posteriormente consideraremos volumes de controle.

O conceito de energia nos é familiar desde as disciplinas de Física Mecânica Geral. Por exemplo, já conhecemos os seguintes aspectos:

A energia pode ser armazenada dentro dos sistemas em várias formas macroscópicas.
A energia pode ser transformada de uma forma em outra.
A energia pode ser transferida de um sistema para outro.
A quantidade total de energia é conservada durante todas as transformações e transferências.

Conceitos mecânicos de energia

A Segunda Lei de Newton serve de base para a Mecânica Clássica e leva aos conceitos de trabalho, energia cinética e energia potencial. Estes por sua vez levam a um conceito mais amplo de energia.

Trabalho e energia cinética

[pic] (1)
A quantidade [pic]é chamada energia cinética (EC)
A Equação (1) estabelece que o trabalho da força resultante sobre o corpo é igual à variação da sua energia cinética.

Quando o corpo é acelerado pela força resultante, o trabalho efetuado sobre o corpo pode ser considerado uma transferência de energia para o corpo. Esta energia é armazenada no corpo na forma de energia cinética.

A energia cinética pode ser avaliada conhecendo-se a massa do corpo e a magnitude da velocidade instantânea em relação a um sistema de referência, independentemente da forma como esta velocidade foi atingida. Conseqüentemente, a energia cinética é uma propriedade do corpo.

O trabalho tem unidades de força vezes distância. As unidades de energia cinética são as mesmas que as de trabalho. No SI, a unidade de trabalho é [N.m], denominada joule [J]. Outras unidades que serão utilizadas: kJ, MJ.

Energia potencial