Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols. Quando houver diminuição da temperatura absoluta, há uma variação negativa de energia interna. E quando não houver variação na temperatura do gás , a variação da energia interna será igual a zero. Assim para concluir podemos dizer que a energia interna de um gás depende diretamente da variação de temperatura que este gás sofre.
Como a variação de energia interna não depende da variação de pressão ou de volume, podemos dizer que em um gráfico de P por V ela não dependerá do caminho. Não podemos nos esquecer de que a energia interna de um gás é uma grandeza positiva pelo fato de ser diretamente proporcional à temperatura do gás. No entanto, a variação da energia interna pode assumir valores positivos, negativos ou até mesmo ser igual a zero. Portanto, a energia interna de um gás ideal depende exclusivamente de sua temperatura.
Um gás ideal sofre uma transformação termodinâmica em que cede 2J de calor ao ambiente. Na mesma transformação, o gás realiza 2J de trabalho. O trabalho realizado pelo gás é dado pela área. A partir das afirmações acima, podemos concluir que, a energia interna de certo número de mols de um gás perfeito, é totalmente dependente da temperatura, e que a energia interna de um determinado número de mols de um gás perfeito, é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. Variação da energia interna depende apenas da variação da temperatutra e não do tipo de processo responsável.
E por isso dizemos que a energia interna é uma função de estado, ou seja, depende apenas do estado inicial e final para ser caracterizada não importando o caminho. Ou seja, todo o trabalho associado ao gás é transformado em energia interna. Mas note que o sinal de menos nos leva a uma conclusão: – Se o gás é comprimido, o trabalho é negativo. Há duas formas de se fazer a energia interna de um sistema fechado variar: via calor, e via trabalho. A 1ª Lei da termodinâmica estabelece que a variação da energia interna ( ) de um sistema corresponde à energia térmica (Q) recebida pelo sistema na forma de calor menos a energia cedida pelo sistema à sua vizinhança na forma de trabalho (W).
Portanto, toda energia recebida ou cedida pelo sistema ocorre por meio de trabalho. Isso significa que a variação da energia interna sofrida pelo gás é igual ao trabalho que o sistema troca com o meio ambiente. A variação de energia interna pode ser expressa por:. No enunciado ,” Um gás recebe trabalho de 150j” e “trasformaçao adiabática “ logo a energia interna do sistema aumentou! Nota-se para os dois processos apresentados que as temperaturas inicial e final são iguais, portanto as variações da energia interna também serão iguais.
Quando o gás passa de c para d recebe 1J na forma de calor. Mais J são recebidos quando o gás passa de d para a. Para o cálculo do trabalho realizado por esse gás podemos usar a relação: T = P(Vf-Vi) T = 300(5-2) T = 300. As energias de campos radiantes confinados pelas fronteiras do sistema, tipicamente as energias de fótons térmicos confinados.
Se você continua tendo problemas, verifique o relógio de seu computador e certifique-se de que a data de hoje esteja definida corretamente. Exemplo – A Energia Interna de um líquido ou gás. Na imagem ao lado vemos representadas algumas moléculas de água.
Os átomos de oxigênio estão representados pelas esferas vermelhas e as duas esferas cinzas de tamanho menor são a representação dos átonos de Hidrogênio. Dessa maneira, em uma transformação, a variação da energia interna ΔU do sistema depende do calor Q trocado e do trabalho τ na transformação. Assim, podemos dizer que se o gás recebe calor e mantém o volume constante, o calor que ele recebeu foi transformado em energia interna , pois houve aumento na temperatura.
Agora, caso o gás mantenha o mesmo volume mesmo ao ser resfriado, dizemos que o calor que ele perdeu foi igual à perda de energia interna. Três mols de um gás monoatômico sofrem um processotermodinâmico representado graficamente pelahipérbole eqüilátera AB indicada na figura. Correta – na transformação isotérmica, a temperatura do sistema é constante, portanto a variação da energia interna é nula. Pode-se concluir que o calor fornecido ao sistema foi transformado na variação de energia interna e na realização de trabalho. A quantidade de calor trocada pelo gás na transformação de A para B. Na transformação, a densidade do gás é diretamente proporcional à pressão.
A energia interna permaneceu constante. O sistema trocou calor com o meio ambiente. Como a temperatura permaneceu constante, o sistema não trocou calor com o meio ambiente. Uma amostra de gás é aquecida em um cilindro, usando 3kJ de calor. Ao mesmo tempo, um pistão comprime um gás , usando 6kJ de trabalho.
Um gás em um cilindro foi colocado em um aquecedor e ganhou 7. QuestãoDurante o processo termodinâmico ABC indicado nográfico ao lado, certa massa de gás ideal recebe do meioexterno 8. Assim H será também uma função de estado.