Sistema

Trabalho de um gás Considere um gás de massa m contido em um cilindro com área de base A, provido de um êmbolo. Ao ser fornecida uma quantidade de calor Q ao sistema, este sofrerá uma expansão, sob pressão constante, como é garantido pela Lei de Gay-Lussac, e o êmbolo será deslocado.

Assim como para os sistemas mecânicos, o trabalho do sistema será dado pelo produto da força aplicada no êmbolo com o deslocamento do êmbolo no cilindro:

Assim, o trabalho realizado por um sistema, em uma tranformação com pressão constante, é dado pelo produto entre a pressão e a variação do volume do gás.

Quando:

o volume aumenta no sistema, o trabalho é positivo, ou seja, é realizado sobre o meio em que se encontra (como por exemplo empurrando o êmbolo contra seu próprio peso); o volume diminui no sistema, o trabalho é negativo, ou seja, é necessário que o sistema receba um trabalho do meio externo; o volume não é alterado, não há realização de trabalho pelo sistema.

Exemplo:

(1) Um gás ideal de volume 12m³ sofre uma transformação, permenescendo sob pressão constante igual a 250Pa. Qual é o volume do gás quando o trabalho realizado por ele for 2kJ?

Diagrama p x V

É possível representar a tranformação isobárica de um gás através de um diagrama pressão por volume:

Comparando o diagrama à expressão do cálculo do trabalho realizado por um gás , é possível verificar que o trabalho realizado é numericamente igual à area sob a curva do gráfico (em azul na figura).

Com esta verificação é possível encontrar o trabalho realizado por um gás com pressão variável durante sua tranformação, que é calculado usando esta conclusão, através de um método de nível acadêmico de cálculo integral, que consiste em uma aproximação dividindo toda a área sob o gráfico em pequenos retângulos e trapézios.

1ª Lei da Termodinâmica Chamamos de 1ª Lei da Termodinâmica, o princípio da conservação de energia aplicada à termodinâmica, o que