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Primeira e Segunda Lei da Termodinâmica

Introdução

Este é o enunciado da primeira lei da Termodinâmica. Esta lei representa a aplicação do princípio de conservação da energia a sistemas que podem trocar energia com a vizinhança por calor e por trabalho.
A energia interna U de um sistema é a soma das energias cinéticas e das energias potenciais de todas as partículas que formam esse sistema e, como tal, é uma propriedade do sistema. Isto significa que qualquer variação ∆U na energia interna só depende do estado inicial e do estado final do sistema na transformação considerada.

OBJETIVO
Esclarecer o significado da primeira lei da termodinâmica e dos conceitos de calor, energia e trabalho. E explicar os conceitos da lei zero.

Desenvolvimento

• Se um sistema troca energia com a vizinhança por trabalho e por calor, então a variação da sua energia interna é dada por:
∆U = Q – W

Nesta expressão, W representa a quantidade de energia associada ao trabalho do sistema sobre a vizinhança e, por isso:
• W > 0 quando o sistema se expande e perde energia para a vizinhança.
• W < 0 quando o sistema se contrai e recebe energia da vizinhança.
Além disso, Q representa a quantidade de energia associada ao calor da vizinhança para o sistema e, por isso:
• Q > 0 quando a energia passa da vizinhança para o sistema.
• Q < 0 quando a energia passa do sistema para a vizinhança.

Embora ∆U só dependa do estado inicial e do estado final do sistema porque representa a variação da sua energia interna, as quantidades de energia W e Q dependem, também, do processo que leva o sistema do estado inicial ao estado final. Para discutir essa propriedade importante da energia interna vamos considerar uma amostra de gás que é levada do estado 1 para o estado 2 por três processos diferentes como demostrado na figura acima.
SENDO:
Sistema: é a parte do universo que estamos observando e estudando. Exemplo: pilha eletroquímica, vaso de reação, célula