Processos termodinâmicos

Professora Júlia Z.

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Respondeu há 5 meses

Olá, Victoria! como calcular trabalho e calor nos diferentes processos termodinâmicos:

1. Processo Isométrico (ou Isocórico):
   - Nesse processo, o volume do sistema permanece constante.
   - Como não há mudança no volume, o trabalho realizado é zero, pois o trabalho é dado pela integral da pressão em relação ao volume.
   - O calor trocado pode ser calculado pela primeira lei da termodinâmica: , onde é a variação da energia interna e  é o trabalho (que é zero no caso isométrico).

2. Processo Isotérmico:
   - Nesse processo, a temperatura do sistema permanece constante.
   - O trabalho é dado pela fórmula , onde é o número de mols, é a constante dos gases, é a temperatura e e  são os volumes final e inicial, respectivamente.
   - O calor trocado é igual ao trabalho realizado, pois a variação de energia interna é zero na temperatura constante .

3. Processo Adiabático:
   - Nesse processo, não há troca de calor com o ambiente externo .
   - O trabalho pode ser calculado usando a equação específica para um processo adiabático: onde   é o calor específico a volume constante e é a razão entre os calores específicos .
   - A variação da energia interna é igual ao trabalho realizado no processo adiabático.

4. Processo Isobárico:
   - Nesse processo, a pressão do sistema permanece constante.
   - O trabalho realizado é dado por , onde é a pressão constante e  é a mudança no volume.
   - O calor trocado pode ser calculado pela primeira lei da termodinâmica: , considerando que, se a pressão é constante, a variação de energia interna está relacionada apenas ao calor trocado .

Essas são as fórmulas básicas para calcular trabalho e calor nos diferentes processos termodinâmicos, espero ter ajudado!

Professor Jairo M.

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Respondeu há 4 meses

Nos processos Isométricos, também chamados de Isocóriocos ou Isovolumétrico, o volume do recipiente permanece constante.

Pela Primeira Lei da Termodinâmica temos que Q = W + ?U, onde Q é a Quantidade de Calor recebida ou fornecida pelo Sistema, W o Trabalho Realizado ou Recebido pelo Sistema e ?U é a Variação da Energia Interna, sendo a unidade de todas essas grandezas, no Sistema Internacional, o joule [J].

O Trabalho (W) depende do Volume:

Se o Volume aumenta  => Sistema Realiza Trabalho (W>0);

Se o volume diminui  => Sistema Recebe Trabalho (W<0);

Se o Volume permanece constante => Sistema não troca Trabalho com o meio, assim W = 0.

A Energia Interna (U) depende da Temperatura:

Se a Temperatura aumenta => U aumenta ( ?U>0);

Se a Temperatura diminui  => U diminui   ( ?U<0);

Se a  Temperatura permanece constante =>  U permanece Constante ( ?U = 0)

ATENÇÃO!

--> Não é válido nas mudanças de estado, pois a substância recebe/cede calor e a sua permanece constante enquanto ela muda de estado físico (Primeira Lei das Mudanças de Estado)

Agora vamos analisar:

Q = W + ?U

Nos Processos Isométricos, Volume Constante, não há realização de Trabalho, ou seja W = 0

Na fórmula: Q = 0 + ?U

Q = ?U

Nos Processos Isotérmicos, Temperatura Constante, não há Variação da Energia Interna, ou seja ?U = 0.

Na fórmula:

Q = W + 0

Q = W

Nos Processos Adiabáticos, O Sistema não cede e nem recebe calor do meio, ou Q = 0

Na Fórmula:

0 = W + ?U

W = - ?U

|W| = |-?U|,  (O trabalho e a Energia Interna são iguais em módulo)

Nos Processos Isobáricos, a pressão permanece constante não influenciando nas três grandezas.

Assim: Q = W + ?U

Espero ter ajudado!