Primeira Lei da Termodinâmica

Chamamos de 1ª Lei da Termodinâmica o princípio da conservação de energia aplicada à termodinâmica, o que torna possível prever o comportamento de um sistema gasoso ao sofrer uma transformação termodinâmica. Analisando o princípio da conservação de energia no contexto da termodinâmica: um sistema não pode criar ou consumir energia, mas apenas armazená-la ou transferi-la ao meio onde se encontra, como trabalho, ou ambas as situações simultaneamente. Então, ao receber uma quantidade Q de calor, esta poderá realizar um trabalho e aumentar a energia interna do sistema ΔU, ou seja, expressando matematicamente: Q = t + ΔU

Sendo todas as unidades medidas em Joule (J). Conhecendo esta lei, podemos observar seu comportamento para cada uma das grandezas apresentadas:

• Calor:
  • Recebe: > 0
  • Cede: < 0
  • Não troca: = 0
• Trabalho:
  • Realiza: > 0
  • Recebe: < 0
  • Não realiza e nem recebe: = 0
• Energia Interna:
  • Aumenta: > 0
  • Diminui: < 0
  • Não varia: = 0

Exemplo: Ao receber uma quantidade de calor Q = 50J, um gás realiza um trabalho igual a 12J. Sabendo que a energia interna do sistema antes de receber calor era U = 100J, qual será esta energia após o recebimento?

Q = t + ΔU; 50 = 12 + (U - 100); 50 = 12 - 100 + U; U = 138J

Calor é energia térmica em trânsito, que ocorre em razão das diferenças de temperatura existentes entre os corpos ou sistemas envolvidos.

Energia é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho.

Transformações Termodinâmicas

As transformações que são estudadas na primeira lei da termodinâmica são:

• Transformação Isobárica: ocorre a pressão constante, podendo variar somente o volume e a temperatura;
• Transformação Isotérmica: ocorre a temperatura constante, variando somente as grandezas de pressão e volume;
• Transformação Isocórica ou Isovolumétrica: ocorre a volume constante, variando somente as grandezas de pressão e temperatura;
• Transformação Adiabática: é a transformação gasosa na qual o gás não troca calor com o meio externo, seja porque ele está termicamente isolado ou porque o processo ocorre de forma tão rápida que o calor trocado é desprezível.

Segunda Lei da Termodinâmica

Enunciada pelo físico francês Sadi Carnot, essa lei faz restrições para as transformações realizadas pelas máquinas térmicas como, por exemplo, o motor de uma geladeira. Seu enunciado, segundo Carnot, diz que: para que um sistema realize conversões de calor em trabalho, ele deve realizar ciclos entre uma fonte quente e fria, isso de forma contínua. A cada ciclo é retirada uma quantidade de calor da fonte quente, que é parcialmente convertida em trabalho e a quantidade de calor restante é rejeitada para a fonte fria.