pag 132

TERMODINÂMICA

Termodinâmica é a ciência que estuda as relações entre o calor e o trabalho, que ocorrem durante determinados fenômenos, tais como a expansão ou a compressão de um gás.


 O estudo da Termodinâmica se baseia fundamentalmente em dois princípios. O primeiro diz respeito à relação entre calor e trabalho, e o segundo determina quando o calor pode ser transformado em trabalho e vice-versa.

Trabalho numa transformação gasosa



Q

F

ADILSON SECCO

Consideremos determinada quantidade de gás contida em um cilindro provido de um êmbolo com movimento livre.

Expansão do gás

Se esse gás sofrer uma expansão isobárica, o êmbolo sofrerá um deslocamento d, sujeito à força F (F = p  A) exercida pelo gás.
Note que o sistema gasoso realiza um trabalho contra o meio externo dado por:

τ=F·d

τ=p·A·d

τ = p · V

ADILSON SECCO

A representação dessa transformação num gráfico p X V é a seguinte: τ = p · v
Comparando a expressão do trabalho com o diagrama verifica-se que o trabalho realizado é numericamente igual à área sombreada sob a curva da pressão. τ = p · v = A

Analisando a fórmula τ = p · v e sabendo que a pressão p é sempre positiva, concluímos que:
 Quando o volume aumenta, o trabalho é positivo;o sistema
(gás) realiza trabalho.
 Quando o volume diminui, o trabalho é negativo; o sistema recebe trabalho
 Quando o volume não se altera, o trabalho é nulo; o sistema não troca trabalho.
Se V aumenta  τ > 0 (o gás realiza trabalho)
Se V diminui  τ < 0 (o gás recebe trabalho)
Se V = constante  τ = 0 (transformação isocórica)

Exercícios
1 – Um gás perfeito encontra-se num estado (1) definido por: volume V1 = 8,20 litros, pressão p1 = 2,00 N/m2 e temperatura T1 = 960 K. Sofre uma expansão a pressão constante, passando para o estado (2) em que o volume é V2 =
24,6 litros.
a) Calcule a temperatura T2 do estado (2).
b) Calcule, em unidades do SI, o trabalho realizado pelo