Super 1

Aula 4

DUDU Física B

EQUAÇÃO DE ESTADO DE UM GÁS IDEAL

p.V = n.R.T

p pressão

V volume

n número de mols do gás (n = m/M)

R constante universal dos gases

T temperatura (escala Kelvin)

(8,31 J/Kmol ou 0,082 atm.l/Kmol)

p1V1

T1

p0V0

T0

=

EQUAÇÃO GERAL DOS GASESEQUAÇÃO GERAL DOS GASESEQUAÇÃO GERAL DOS GASES

Quando n = cte

Gráficos:

p

V

ISOBÁRICA p=constante

p

V

ISOMÉTRICA V=constante

p

V

ISOTÉRMICA T=constante

∆V = + Expansão

∆V = - Compressão

V = volume (m3)

p=pressão (N/m2)

W=trabalho (J)

Volume e trabalho:

ΔV > 0 W>0 Expansão

ΔV < 0 W<0 Compressão

ΔV=0 W=0 V=cte

p (N/m2)

V (m3)

Gráfico pressão por volume Aréa = Trabalho

Trabalho = p.∆V

Trabalho

p

V

T

p

V

Transformações Cíclicas

O gás realiza trabalho

O gás sofre trabalho

Não tem trabalho

Não tem trabalho

A B

C D

P(N/m2)

V(m3)

3

1

5 9

WAB=b.h

WAB=4.3= +12 J

WBC=zero

WCD=b.h

WCD=-4.1= -4 J

WDA=zero

Qual o trabalho total ABCDA?

A B

C D

P(N/m2)

V(m3)

3

1

5 9

WAB=+12 J

WBC=zero

WCD= -4 J

WDA=zero

WABCDA= 8 J

O trabalho do ciclo é igual a área do ciclo.

Quando o ciclo for HORÁRIO o trabalho é POSITIVO

A área do gráfico é igual ao trabalho

A área do gráfico é igual ao trabalho

Quando o ciclo for ANTI-HORÁRIO o trabalho é NEGATIVO.

T > 0 U>0 Gás aquece

T < 0 U<0 Gás esfria

T=0 U=0 T=cte

Temperatura e energia interna:

Transformação Cíclica ABCDA

Num ciclo sempre ∆U=0

PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA

Q= quantidade de calor

Q=W+U

W =trabalho

U =variação de energia interna

Q > 0 Gás ganha calor

Q < 0 Gás perde calor

Q=0 Adiabático

Q=W+U

B

A

C

D

E

Qual o sinal do W, ΔU e Q,

para as transformações AB, BC, CD, DE, EA?

Isotérmica T=cte U=0

Isocórica V=cte W =0

Adiabática Q=0

Isobárica p=cte (NADA vale zero)

Q= W + ΔU W = p.∆V

∆U = nR.∆T 3

2

Q1 = W + Q2 Q1=Calor recebido pela fonte quente.

Q2=Calor perdido pela fonte fria.

W=Trabalho realizado.

Kelvin

Enunciado para o 2º Princípio

da Termodinâmica

“É impossível construir uma máquina

térmica que, operando em ciclo,

transforme todo calor recebido de uma

fonte em trabalho ”

O ciclo de CARNOT possui o maior

rendimento possível entre duas temperaturas:

O Ciclo de Carnot

O Ciclo de Carnot

2 isotermas

2 adiabáticas

Rendimento de uma Máquina Térmica

Tf = temp. da fonte fria

Tq = temp. da fonte quente

Para o ciclo de Carnot

Com T sempre em KELVIN, Temos: