Primeira Lei Da Termodinamica

ÍNDICE

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................. 02

2. OBJETIVO………………................................................................................................. 03

3. CONCEITOS................................................................................................................... 04

3.1. O experimento de Joule e a definição de Calor.............................................. 04

3.2. Calor e Calorias............................................................................................... 07

3.3. Calor específico............................................................................................... 07

3.4. Calor latente e mudanças de fase................................................................... 08

4. CONCLUSÃO.................................................................................................................. 10

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................ 11

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 01 – Aparato experimental de Joule ....................................................................... 05

FIGURA 02 – Convenção de sinais para a primeira Lei da termodinâmica........................... 06

FIGURA 03 – Gráfico da temperatura como função do tempo para certa quantidade de água inicialmente na forma de gelo........................................................................................ 09

1 INTRODUÇÃO

A Termodinâmica (do grego therme = calor e dynamis = movimento) é o ramo da Físico/Química que estuda os efeitos da mudança de temperatura, volume e pressão, empregados em sistemas físicos/quimicos em escala macroscópica. De uma forma mais simples, a termodinâmica procura explicar os mecanismos de transferência de energia térmica a fim de que estes realizem algum tipo de trabalho. Ela não trabalha com modelos da microestrutura da substância e tampouco é capaz de fornecer detalhes desse tipo de estrutura, mas uma vez que alguns dados sejam conhecidos, algumas propriedades podem ser determinadas.

A termodinâmica surgiu com Otto Von Guericke, em 1650 com o projeto e construção da primeira bomba de vácuo do mundo, e o primeiro vácuo artificial do mundo, através das esferas de Magderburg. Este por sua vez, recebeu incentivo para provar a invalidade da antiga percepção de que “a natureza tem horror ao vácuo” e de que não poderia haver vazio ou vácuo, já que “no vácuo todos os corpos cairiam com a mesma velocidade” tal como descreveu em ambos os casos Aristóteles.

Em 1656, o físico e químico Irlandês Robert Boyle tomou ciência dos experimentos de Guericke juntamente ao cientista inglês Robert Hooke, construiu uma bomba de ar. Com ela, Boyle e Hooke perceberam uma correlação entre pressão, temperatura e volume. Assim, a Lei de Boyle foi formulada, que estabelece que a pressão e o volume são inversamente proporcionais.

Posteriormente outros projetos incluíram uma válvula de alívio para o vapor, evitando que o recipiente explodisse devido à alta pressão. Observando o movimento rítmico da válvula de alívio para cima e para baixo, Papin concebeu a idéia de uma máquina constituída de um pistão e um cilindro, porém não a levou a diante. Então em 1697, influenciado nas idéias de Papin, o engenheiro Thomas Savery construiu a primeira máquina a vapor. . Embora nesta época as máquinas fossem brutas e ineficientes, elas atraíram a atenção dos principais cientistas da época. Um destes cientistas foi Sadi Carnot, considerado hoje o "pai da termodinâmica", que em 1824 publicou "Reflexões sobre a Potência Motriz do Fogo", um discurso sobre o calor, potência e eficiência de máquinas térmicas. O texto trouxe as relações energéticas básicas entre a Máquina de Carnot, o Ciclo de Carnot e a Potência Motriz. Isto marcou o início da Termodinâmica como ciência moderna.

2. OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é estudar a Primeira Lei da Termodinâmica, pois o entendimento deste preceito é fundamental na compreensão do porque muitos fatos ocorrem, além de ser muito utilizado em diversos segmentos nas empresas.

3. CONCEITOS

3.1 O experimento de Joule e a definição de calor

Até meados do século XIX a termodinâmica e a mecânica eram consideradas disciplinas distintas. Supunha-se que o calor era um fluido sem massa, denominado calórico, que passava de um corpo quente para um corpo frio e que nunca podia ser destruído. Podia-se fazer modelos matemáticos utilizando-se essa imagem do calor como um fluido que na realidade descrevia muito bem alguns experimentos. Assim, grandes nomes da ciência da época como Lavoisier, Laplace, Fourier e outros defendiam a teoria do calórico. No entanto, havia um número considerável de cien¬tistas que acreditavam – embora sem poder provar – que havia uma relação entre calor e o movimento das partículas que compunham a matéria. Dentre estes destacavam-se Descartes, Bacon, Hooke e Newton.

Para iniciarmos a discussão de termodinâmica, vamos de¬finir dois termos importantes: sistema e ambiente. Sistema é a região que nos interessa estudar em relação a trocas de energia com o ambien¬te, e este é a região que circunda o