Combustão

        Pré-relatório – CALOR DE COMBUSTÃO

A primeira lei da termodinâmica é descrita como sendo a aplicação do princípio de conservação da energia à sistemas que podem trocar calor ou trabalho com a vizinhança.

        A energia interna U de um sistema é a soma das energias todas as partículas que formam esse sistema. Logo, esta é uma propriedade do sistema e, qualquer variação na energia do sistema ∆U só depende do estado inicial e do estado final do sistema após a transformação.

        Se o sistema permite troca de energia com as vizinhas através de calor e/ou trabalho, a variação da energia interna do sistema é descrita por:

∆U = Q – W                                         (Eq. 1)

        Na equação 1, o termo W é a quantidade de energia envolvida na transferência de trabalho para as vizinhanças. Como o trabalho está diretamente relacionada com o volume, podem ser feitas algumas afirmações:

•  W > 0 quando o sistema se expande e perde energia para a vizinhança.
•  W < 0 quando o sistema se contrai e recebe energia da vizinhança.

Da mesma forma, podem ser feitas algumas afirmações a respeito da transferência de calor Q numa transformação:

• Q > 0 quando a energia passa da vizinhança para o sistema.
• Q < 0 quando a energia passa do sistema para a vizinhança.

A energia interna de um sistema, como já foi dito, é uma propriedade dele, no entanto o calor Q e o trabalho W dependem do caminho do estado inicial para o estado final, não são, portanto, propriedades desse sistema.

Portanto a primeira lei enuncia que o calor e o trabalho que são transferidos na fronteira de um sistema dependem do processo, mas a diferença entre eles não.

Um dispositivo muito usado para se determinar a variação da energia interna de um sistema é a bomba calorimétrica. Este dispositivo mede o calor transferido durante um processo químico ou físico.

A bomba consiste num vaso de volume constante e nele é realizado o processo ao qual se precisa investigar. Ele opera mergulhado num banho de agua com agitação constante. O conjunto montado é o calorímetro e este opera mergulhado num outro banho com agua e agitação constante. As temperaturas de ambos os banhos se mantém as mesmas, para que não aja perca ou ganho de energia, assim o sistema como um todo opera adiabaticamente.

A variação da temperatura observada no calorímetro é proporcional ao calor liberado ou absorvido pela reação. Assim pela medida direta da temperatura é possível determinar o Qv e assim descobrir o valor de ∆U. A queima do material no interior da bomba calorimétrica acontece à atmosfera comprimida de oxigênio, num recipiente fechado.

Referências

CASTELLAN, G. Fundamentos de Físico-Química. Traduzido por: SANTOS, C. M. P. DOS; FARIA, R.DE B. Rio de Janeiro: LTC. 1986.

Grupo de Ensino de Física da Universidade Federal de Santa Maria. Primeira Lei da Termodinâmica. 2013. Disponível em: . Acesso em: 23 jun. 2016.