Primeira Lei da Termodinâmica
A Primeira Lei da Termodinâmica, também conhecida como a Lei da Conservação de Energia, é um princípio fundamental na termodinâmica que estabelece a conservação da energia em sistemas termodinâmicos fechados. Isso significa que a energia não pode ser criada nem destruída em um sistema, apenas transformada de uma forma para outra.
Funciona da seguinte forma: quando um sistema absorve calor (Q) de seu ambiente e realiza trabalho (W) sobre o ambiente, a mudança na energia interna (ΔU) do sistema é igual à diferença entre o calor absorvido e o trabalho realizado, conforme expresso pela equação:
Onde:
- ΔU: Mudança na energia interna do sistema.
- Q: Calor absorvido pelo sistema.
- W: Trabalho realizado pelo sistema.
Para entender a Primeira Lei da Termodinâmica, é fundamental compreender como a energia é transferida e transformada em um sistema fechado e como calcular a mudança na energia interna com base no calor e no trabalho envolvidos.
Exercício Resolvido
Um sistema absorve 500 Joules de calor do ambiente e realiza 300 Joules de trabalho sobre o ambiente. Qual é a mudança na energia interna do sistema?
Resposta: Utilizando a Primeira Lei da Termodinâmica, podemos calcular a mudança na energia interna do sistema da seguinte forma:
Portanto, a mudança na energia interna do sistema é de 200 Joules.
Exercícios Propostos
1. Qual é o princípio fundamental da Primeira Lei da Termodinâmica?
- (a) A energia não pode ser criada nem destruída.
- (b) A energia é criada em sistemas fechados.
- (c) A energia só pode ser destruída em sistemas abertos.
- (d) A energia pode ser transformada, mas não é conservada.
2. Se um sistema absorve 800 calorias de calor do ambiente e realiza 500 Joules de trabalho sobre o ambiente, qual é a mudança na energia interna do sistema? (1 caloria = 4,18 Joules)
- (a) 800 J
- (b) 300 J
- (c) 500 J
- (d) 150 J