Primeira Lei Da Termodinâmica Flashcards
Como modificar a energia interna de um gás?
• Pelo calor ou Trabalho.
Por que é possível modificar a energia de um gás a partir do calor?
Pois adicionando calor, o gás adquire energia térmica, aumentando a energia cinética média das partículas.
Por que é possível modificar a energia de um gás a partir do trabalho?
Pois para o gás realizar trabalho, ele precisa transformar sua energia térmica em energia mecânica.
O que é termodinâmica?
É o estudo dos gases.
Qual é a fórmula do trabalho realizado por um gás?
W = p × VarV
p = pressão.
VarV = variação do volume.
De onde vem a fórmula do trabalho de um gás?
Da fórmula do trabalho W = F × d, como a força de um gás é a pressão × área, irá ficar 3 dimensões (volume) multiplicado pela pressão.
W = F × d
W = p × A * d
W = p × (A×d) - Volume
W = p × VarV
O trabalho está necessariamente ligado com o volume?
Sim, se o volume não variar, não há trabalho.
Existe trabalho em uma transformação isovolumetrica?
Não.
É possível descobrir o trabalho de um gás a partir de um gráfico pressão × volume?
Sim, em um gráfico p × V, o trabalho será igual área abaixo da curva de transformação.
O que é possível determinar quando o trabalho de um gás é positivo?
Que o gás expandiu, pois o gás que realiza trabalho.
O que é possível determinar quando o trabalho de um gás é negativo?
Que o gás foi comprimido, pois o trabalho é realizado sob o gás.
O que é a 1° Lei da Termodinâmica?
É a lei matemática da conservação da energia interna de um gás o qual relaciona a variação da energia interna com o calor e o trabalho.
Qual a fórmula para calcular a energia interna que depende apenas da temperatura para um gás monoatômico
3/2 × n × R × VarT
Qual a fórmula para calcular a energia interna que depende apenas da temperatura para um gás diatômico?
5/2 × n × R × VarT
Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação isobárica?
• Em uma transformação isobarica a pressão é constante, logo siguinifica que o volume foi aumentando constantemente.
• Se o volume mudou, houve trabalho.
• A variação da energia interna vai ser dada tanto pelo trabalho quando pelo calor.
Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação isovolumétrica?
• Se o volume é o mesmo, não houve trabalho, logo o trabalho é nulo.
• O único fator capaz de modificar a energia interna dele é pela troca de calor.
Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação isotérmica?
• Em uma transformação isotérmica, a Energia interna não variou, ou seja é nula.
• Se a energia interna é nula, o trabalho tem que ser igual ao calor.
Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação adiabática?
• Em uma transformação adiabática, a transformação é tão rápida, que não dá tempo das moléculas trocarem calor, logo será nulo.
• Se o calor é nulo, a variação da energia interna de um gás irá se dar apenas pelo trabalho realizado.
Quais são as relações de energia interna e trabalho para um gás que sofreu uma transformação de expansão livre?
• Em uma expansão livre, não há resistência, logo o trabalho será nulo.
• O calor também, pois há vácuo do outro lado e é um procesi rápido, ou seja, não troca há trocas de calor.
Por que na fórmula da primeira lei da termodinâmica, o sinal do trabalho é negativo?
• Pois se o trabalho é positivo, significa que o gás expandiu, mas para ele expandir, ele precisa gastar energia, e para balancear esse gasto é colocado o sinal negativo.
Se a energia interna de um gás diminui, sua temperatura também diminui?
Sim, pois a “u” tem a ver única e exclusivamente com a temperatura.
Em uma transformação de um gás, dizer que um gás perdeu energia na forma de calor, significa dizer que necessariamente no final do processo a temperatura diminuiu?
Não, pois há a possibilidade do gás ter recebido energia por meio do trabalho.
Como é possível, em uma transformação adiabática, o volume aumentar e a temperatura diminuir sendo que elas são diretamente proporcionais?
• Diminuindo muito a pressão.
P × V = n × R × T
Por que o desodorante sai geladinho?
• Pois quando sai da lata ele ocupa um volume maior, logo ele expande.
• Se ele expande, a Energia interna dele precisa diminuir, já que realizou trabalho.
• E se a energia interna diminuiu a temperatura também.
Por que em uma transformação adiabática a temperatura diminui e numa expansão livre não?
Pois em uma transformação adiabática, as mols expandem e precisam brigar com outras moléculas para ocupar espaço, já na expansão livre não existe outras moléculas, pois é vácuo.
O que são os ciclos termodinâmicos?
É a sucessão de vários processos que acontecem em sequencia e fecham um ciclo num diagrama
P × V.
Num clico termodinâmico, o que a área interior fornece de informação?
• Trabalho total naquele ciclo.
Em um clico termodinâmico, quando o ciclo é no sentido horário, quem realiza trabalho?
• O gás.
Em um clico termodinâmico, quando o ciclo é no sentido anti-horário, quem realiza trabalho?
• O trabalho é realizado sob o gás.
O que significa dizer que a energia interna de um gás é uma função de estado?
• Que a “U” depende apenas do estado que ele se encontra.
Se a energia interna é uma função de estado, o processo de transformação é relevante?
Não, apenas o estado inicial e final.
Qual é o valor da energia interna de uma gás de qualquer ciclo termodinâmico fechado?
• VarU = 0.
(Fuvest 2021) Um mol de um gás ideal percorre o processo cíclico ABCA em um diagrama P V− , conforme mostrado na figura, sendo que a etapa AB é isobárica, a etapa BC é isocórica e a etapa CA é isotérmica.
Considere as seguintes afirmações:
I. O gás libera calor tanto na etapa BC quanto na etapa CA.
II. O módulo do trabalho realizado pelo gás é não nulo tanto na etapa AB quanto na etapa BC.
III.O gás tem sua temperatura aumentada tanto
na etapa AB quanto na etapa CA.
I. VERDADEIRA - Pois na transformação BC a temperatura diminuiu e, na transformação CA, o gás comprimiu porém a temperatura permaneceu constante, o que siguinifica que o gás liberou calor para não absorver a energia do trabalho realizado sob ele.
II. FALSO - Pois em uma transformação isovolumetrica o trabalho é nulo.
III. FALSO - Pois em uma transformação isotérmica a temperatura não varia.
(Espcex (Aman) 2020) Um gás ideal é
comprimido por um agente externo, ao mesmo tempo em que recebe calor de 300 J de uma fonte térmica. Sabendo-se que o trabalho do agente externo é de 600 J, então a variação de energia interna do gás é:
R: 900J
VarU = Q - E
VarU = 300 + 600
VarU = 900
(Unioeste 2019) Em um sistema fechado, um gás ideal passa lentamente de um estado inicial 1 para um estado final 2 devido a uma expansão isotérmica. Assim, ao final deste processo termodinâmico:
a) o gás não terá absorvido energia na forma de calor uma vez que a temperatura no estado 1 é igual à temperatura no estado 2.
b) o trabalho realizado pelo gás será igual à variação da energia interna calculada entre o estado 2 e o estado 1.
c) o calor absorvido pelo gás será igual à variação da energia interna calculada entre o estado 2 e o estado 1.
d) otrabalho realizado sobre o gás será igual à energia por ele absorvida na forma de calor ao passar do estado 1 para o estado 2.
e) o trabalho realizado pelo gás será igual à energia por ele absorvida na forma de calor ao passar do estado 1 para o estado 2.
a) FALSO, pois em uma transformação isotérmica, o gás precisa absorver energia na forma de calor, visto que irá perder energia expandindo.
b) FALSO, o trabalho realizado será igual à energia absorvida na forma de CALOR.
c) FALSO, o calor absorvido pelo gás será igual o trabalho realizado pelo gás.
d) FALSO, pois como o gás expandiu, quem realiza trabalho é o gás.
e) VERDADEIRA.
(Fac. Albert Einstein - Medicin 2019) Para provocar a transformação gasosa ABC, representada no diagrama P V× , em determinada massa constante de gás ideal, foi necessário fornecer-lhe 1.400 J de energia em forma de calor, dos quais 300 J transformaramse em energia interna do gás, devido ao seu aquecimento nesse processo.
Considerando não ter havido perda de energia, o trabalho realizado no trecho BC sendo de 600 J, o trabalho realizado pelas forças exercidas pelo gás no trecho AB dessa transformação foi de:
VarU = Q - W
300 = 1400 - W
W = 1100 J
Ou seja, o W total é 1100 J.
Se no trecho BC foi de 600J, o restante foi no trecho AB.
T = AB + BC
1100 = AB + 600
500 J = AB.
Como saber se a temperatura variou quando se tem apenas um gráfico P × V?
Pelas curvas isotérmica ou pela lei de Clapeyron.
Como é a primeira Lei da Termodinâmica?
VarU = Q - W
Quanto vale um metro cúbico em litros?
1000 Litros.
É sabido que quando um gás tem o trabalho positivo, significa que ele expandiu. Por que na primeira lei da termodinâmica ele fica negativo (sinal de menos) ?
Pois quando ele expande, ele perde energia, logo o menos está lá para corrigir essa intuição.
Quais são as variáveis com função de estado na termodinâmica?
Energia interna.
Quais são as variáveis com função de caminho de um sistema termodinâmico?
Trabalho e calor.
Qual o valor da variação da energia interna de um gás, que possui um ciclo termodinâmico fechado?
0, pois como função de estado, final - inicial, se saiu e voltou no mesmo lugar, não variou.
Traçando infinitas curvas isotérmicas, qual possui maior temperatura em relação a origem?
A mais distante.
