...calor

Máquinas Térmicas
Seção 2 – Trabalho e Calor

Prof. Thaís Castro

Objetivos:
Apresentar os conceitos fundamentais e particularidades relacionados ao Calor e
Trabalho, bem como a relação entre eles.

Resumo
01 - Definições;

02 - Convenções de sinais;

03 - Unidades;

04 - Comparação entre Calor e Trabalho.

Trabalho
 O trabalho W realizado por, ou sobre, um sistema é usualmente definido como uma força F agindo através de um deslocamento x, sendo este deslocamento na direção da força. 1

W   F .dx
2

 “Um sistema realiza trabalho se o único efeito sobre o meio puder ser o levantamento de um peso.

Convenção de Sinais:
W > 0 – Trabalho realizado pelo sistema;
W < 0 – Trabalho realizado sobre o sistema.

Unidade de trabalho no SI: [ J ]
1J = 1N.m

Trabalho de Compressão/ Expansão
 Vamos avaliar o trabalho realizado pelo movimento da fronteira, sendo um gás contido em um conjunto cilindro-pistão ilustrado pela figura abaixo, durante a expansão do gás.

W  F .dx  P. A.dx
V  A.dx

W  P.dV
2

2

1

1

 W   P.dV
V2

W2   P.dV

1

criação DI

V1

 Quando o gás se expande, o volume do sistema aumenta, então dV é positivo e o trabalho realizado pelo sistema também é positivo.
 Quando o gás é comprimido, o volume diminui, então dV é negativo e consequentemente o trabalho realizado sobre o sistema é negativo.

Trabalho de compressão e expansão em processos quase-equilíbrio (continuação)
 O trabalho realizado pelo sistema, devido ao movimento da fronteira pode ser determinado pela fórmula abaixo. Mas para isso precisamos conhecer a relação entre P e V durante esse processo. 2

W   P.dV
1

Trabalho

(continuação)

 No caso de se ter uma expressão que relacione P e V, a

integração pode ser direta. No caso de um processo politrópico, ou seja,

P.V n  constante
Temos que quando n: n0 processo isobárico (P. cte)

n 1

processo isotérmico (admitindo