Transformações termodinâmicas. Descrevendo as transformações termodinâmicas.
Ao estudarmos as leis da termodinâmica, vimos que a primeira lei enuncia que quando fornecemos calor para um determinado sistema, esse calor tanto pode ser absorvido pelo sistema (transformando-se em energia interna), quanto pode ser usado pelo sistema para realizar trabalho (expandindo-se ou comprimindo-se).
Numa transformação isotérmica, o gás ideal tem o volume e a pressão alterados, mas a temperatura fica constante e, consequentemente, a energia interna não se altera, então:
Pela primeira lei temos: Q = T + ΔU
Mas como ΔU = 0, temos que: Q = T (transformação isotérmica)
Dessa forma, quando fornecemos calor ao gás, numa transformação isotérmica, todo o calor é usado para a realização de trabalho. Mas caso o agente externo realize trabalho sobre o gás, T < 0, esse trabalho será transformado em calor que o gás cederá ao ambiente externo (Q < 0).
Processo durante uma transformação isotérmica
Pela primeira lei temos:
Mas como T = 0, temos que: Q = ΔU (transformação isocórica)
Transformação a volume constante
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.
A transformação é dita isobárica quando sua pressão permanece constante.
Transformação na qual a pressão permanece constante
Numa expansão isobárica, o volume e a temperatura aumentam. Portanto, aumenta a temperatura e consequentemente a energia interna: ΔU > 0.
Mas, pela primeira lei, temos que ΔU = Q – T.
Numa contração isobárica, diminuem o volume e a temperatura, o que acarreta diminuição da energia interna: ΔU < 0.