Eu sou

Disponível somente no TrabalhosFeitos
  • Páginas : 18 (4417 palavras )
  • Download(s) : 0
  • Publicado : 1 de abril de 2013
Ler documento completo
Amostra do texto
CAPÍTULO 2


ENERGIA E A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA

O conceito de energia é fundamental na Termodinâmica.

Discutiremos este conceito e deduziremos equações que nos permitirão aplicar o princípio de conservação da energia. De início nos limitaremos a sistemas fechados. Posteriormente consideraremos volumes de controle.

O conceito de energia nos é familiar desde as disciplinas deFísica Mecânica Geral. Por exemplo, já conhecemos os seguintes aspectos:

A energia pode ser armazenada dentro dos sistemas em várias formas macroscópicas.
A energia pode ser transformada de uma forma em outra.
A energia pode ser transferida de um sistema para outro.
A quantidade total de energia é conservada durante todas as transformações e transferências.


Conceitos mecânicos de energiaA Segunda Lei de Newton serve de base para a Mecânica Clássica e leva aos conceitos de trabalho, energia cinética e energia potencial. Estes por sua vez levam a um conceito mais amplo de energia.


Trabalho e energia cinética


[pic] (1)
A quantidade [pic]é chamada energia cinética (EC)
A Equação (1) estabelece que o trabalho da força resultantesobre o corpo é igual à variação da sua energia cinética.

Quando o corpo é acelerado pela força resultante, o trabalho efetuado sobre o corpo pode ser considerado uma transferência de energia para o corpo. Esta energia é armazenada no corpo na forma de energia cinética.

A energia cinética pode ser avaliada conhecendo-se a massa do corpo e a magnitude da velocidade instantânea em relação a umsistema de referência, independentemente da forma como esta velocidade foi atingida. Conseqüentemente, a energia cinética é uma propriedade do corpo.

O trabalho tem unidades de força vezes distância. As unidades de energia cinética são as mesmas que as de trabalho. No SI, a unidade de trabalho é [N.m], denominada joule [J]. Outras unidades que serão utilizadas: kJ, MJ.


Energia potencialgravitacional


[pic] (2)

A quantidade [pic] é a energia potencial gravitacional (EPG). As unidades de EPG são as mesmas que as de EC e trabalho.

A EPG está associada à força de gravidade, portanto é um atributo de um sistema que inclui tanto o corpo como a Terra.

Entretanto, se consideramos que a força de gravidade é igual a m.g, podemos determinar a EPG, paraum dado valor de g, conhecendo apenas a massa e a elevação do corpo em relação a um nível de referência adotado. Com essas considerações, a EPG resulta ser uma propriedade extensiva do corpo.

Consideraremos, aqui, somente pequenas variações de elevações. Assim, a força gravitacional que atua sobre um corpo será considerada constante. Entretanto, o conceito de EPG pode também ser formulado demaneira a incluir as variações da força de gravidade com a altura.

A Equação (2) estabelece que o trabalho de todas as forças externas que atuam sobre o corpo, exceto a força de gravidade, é igual à soma das variações de EC e EPG do corpo.

Quando a força resultante causa o aumento da elevação do corpo ou a aceleração do mesmo (ou ambas coisas), o trabalho realizado pela força pode serconsiderado uma transferência de energia para o corpo. Esta energia é armazenada no corpo como EC e (ou) EPG.

Esta interpretação da Equação (2) introduz a idéia de que a energia é uma propriedade extensiva que se conserva.

A interpretação da Equação (2) como uma expressão do princípio de conservação da energia pode ser reforçada considerando o caso especial de um corpo sobre o qual atua somente aforça de gravidade.

Neste caso R=0 e a Equação (2) reduz-se a:

[pic] (3)

Esta equação mostra que nas condições consideradas, a soma de EC e EPG permanece constante.

A Equação (3) também mostra que a energia pode ser transformada de uma forma a outra.

Até agora temos discutido sistemas que sofrem a ação de forças externas que afetam a velocidade e a...
tracking img