1° E 2° lei da termodinâmica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

Disciplina: Introdução a Termodinâmica
Profª: Simone Oliveira

1º E 2º LEI DA TERMODINÂMICA

Aluna: Danila Carvalho Vulcão (11601000901)

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Belém, 28 de Janeiro de 2013
PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
A primeira lei da termodinâmica é a lei de conservação da energia. Nela observamos a equivalência entre trabalho e calor (site 1).

A Primeira Lei da Termodinâmica para um Sistema que Percorre um Ciclo.
A primeira lei da termodinâmica estabelece que, durante qualquer ciclo percorrido por um sistema, a integral cíclica do calor é proporcional à integral cíclica do trabalho. Pode ser escrita da seguinte forma (Borgnakke et al., 2008 ): δQ=δW Onde: δQ = integral cíclica do calor transferido; δW = integral cíclica do trabalho.

A Primeira Lei da Termodinâmica para uma Mudança de Estado num Sistema.
Considerando um sistema fechado que realiza uma mudança de estado:
Para processos arbitrários A e C:
12(δQ-δW)A=12(δQ-δW)C

Assim, δQ-δW é igual para todos os processos entre os estados 1 e 2, dependendo apenas do estado inicial e final e não dependendo do caminho percorrido entre os dois estados. Esta é, portanto, uma função ponto e a diferencial de uma propriedade do sistema (site 2). Esta propriedade é a energia do sistema (E). dE= δQ- δW (1)
Integrando temos:
E2-E1=1Q2-1W2
E representa toda a energia do sistema em um dado estado (energia potencial e cinética, energia associada a posição, movimento das moléculas ou estrutura atômica, energia química, etc.).
Também podemos entender E como a somatória dos trabalhos adiabáticos realizados ou recebidos pelo sistema:
E=U+EC+EP
Pela substituição da Eq. acima em (1) temos que: δQ- δW= dU+d(EC)+d(EP) (2)
A energia cinética pode ser dada por: EC=12mV2.
E a energia potencial por: EP=mg(Z2-Z1).
Substituindo as expressões para energia cinética e potencial em (2): δQ- δW=dU+d(mV2)2+d(mgZ) (3)
Integrando (3):