Calor

TERMODINÂMICA

Trabalho e Calor
Prof. M.Sc. Marcos Fábio de Jesus

TERMODINÂMICA
TRABALHO
Defini-se trabalho com uma força através de um deslocamento, sendo este deslocamento na direção da força.

2

w   Fdx
1

Esta relação permite calcular o trabalho necessário par o levantamento de um peso, esticar um fio, mover uma partícula eletricamente carregada através de um campo.

TERMODINÂMICA
TRABALHO
Do ponto de vista termodinâmico, defini-se trabalho:
“Um sistema realiza trabalho se o único efeito sobre o meio (vizinhança) for o levantamento de um peso”.

W  Fdx  Frd  Td
Motor

Bateria

Trabalho realizado PELO SISTEMA tem sinal POSITIVO;
Trabalho realizado SOBRE o SISTEMA tem sinal NEGATIVO.

Motor

Bateria

TERMODINÂMICA
TRABALHO
A unidade de trabalho, pela definição, corresponde a: (N . m).
No sistema internacional de unidade a grandeza N.m é denominada JOULE (J). Como trabalho é energia, outras unidades também podem ser utilizadas apropriadamente, como por exemplo: cal, BTU, entre outras.
POTÊNCIA
A potência é definida como trabalho por unidade de tempo.

  w
W
dt

J
W
s

(Watt )

TERMODINÂMICA
TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES
COMPRESSÍVEL (Processo quase-estático)

w  FdL
w  PAdL

2 dL w  PdV

1

2

1

w2   PdV
1

A integração da equação do trabalho só é possível conhecendo-se a relação entre a pressão e o volume durante o processo.

TERMODINÂMICA
TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES
COMPRESSÍVEL (Processo quase-estático)

As propriedades termodinâmicas são funções de ponto, ou em linguagem matemática, são diferenciais exatas, assim:
2



dV  V2  V1

1

Como o trabalho depende do caminho (processo) escolhido, é considerado uma diferencial inexata, assim:
2


1

w 1 w2

TERMODINÂMICA
Exemplo 1:
Considere o sistema contido no conjunto cilindro-êmbolo mostrado na figura
abaixo;