energia interna de um gas

Energia interna de um gás

Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols.

Para um gás ideal como não existe interação entre as moléculas, a energia interna é somente a energia cinética. Para um gás ideal monoatômico temos a equação acima.

Podemos dizer que para um gás ideal a sua energia interna só depende da temperatura e do número de mols. Desta forma quando temos o valor da temperatura e o número de mols podemos determinar a energia interna de um gás ideal. Supomos então que um mol de um gás ideal monoatômico esteja com uma temperatura de 300 K, assim sua energia interna será:

Calculando a energia interna de um gás monoatômico

Para o mesmo gás, mas agora aquecido até uma temperatura de 330 K, sua energia interna passa a ser:

Calculando a energia interna para a temperatura de 330 K

Com esses dados podemos determinar a variação da energia interna, que será:

ΔU = 4.113,45 – 3.739,5
ΔU = 373,95 J

Temos que ficar atentos ao fato de a energia interna ser sempre uma grandeza positiva, pois esta é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. Já a variação da energia interna pode assumir valores diferentes, como sendo positiva, negativa ou zero, dependendo da variação da temperatura absoluta do gás.

Para um gás com n mols, a variação da energia interna total pode ser determinada em função da variação da temperatura do gás, para essa determinação usamos a seguinte expressão:

Primeira lei da termodinâmica

A primeira lei da termodinâmica é uma versão da lei de conservação da energia. Também conhecido como Princípio de Joule, este postulado admite que diversas formas de trabalho podem ser convertidas umas