Aula de Termologia Física - Primeira Lei da Termodinâmica

Introdução

• Professor: Marcelo Boaro
• Assunto: Primeira Lei da Termodinâmica (Parte 1)
• Continuação de temas abordados: escalas termométricas, dilatação térmica de sólidos e líquidos, estudo inicial dos gases, equação geral dos gases, equação de Clapeyron, trabalho realizado por um gás, energia interna.
• Aula de número 16.

Primeira Lei da Termodinâmica

• Definição: Lei de conservação de energia para sistemas térmicos.
• Equação: ( Q = \Delta U + W )
  • Q: Calor trocado (pode ser recebido ou cedido)
  • ( \Delta U ): Variação da energia interna
  • W: Trabalho realizado pelo gás

Conceitos Importantes

• Energia interna: Aumenta com o aumento da agitação das partículas, resultando em aumento de temperatura.
• Trabalho: Expansão do gás realiza trabalho positivo; compressão realiza trabalho negativo.

Convenção de Sinais

• Calor (Q):
  • Positivo: Quando o gás ganha calor
  • Negativo: Quando o gás cede calor
  • Zero: Transformação adiabática (não troca calor)
• Variação de Energia Interna (( \Delta U )):
  • Positivo: Aumento de temperatura
  • Negativo: Diminuição de temperatura
  • Zero: Transformação isotérmica (temperatura constante)
• Trabalho (W):
  • Positivo: Expansão do gás
  • Negativo: Compressão do gás
  • Zero: Transformação isovolumétrica (volume constante)

Importância das Unidades

• Calor frequentemente medido em calorias; trabalho em Joules (1 caloria = 4,18 Joules).
• Importância de manter consistência nas unidades ao resolver problemas.

Exercício de Aplicação

• Enunciado: Gráfico representa dois modos de levar uma massa de gás ideal de uma temperatura inicial ( T_A ) até ( T_C ).
  • Caminho 1: Evolução à pressão constante
  • Caminho 2: Evolução a volume constante
  • Trabalho realizado: 80 Joules
• Resolução:
  • Maior quantidade de calor necessária no processo 1 pois inclui realização de trabalho além de aquecimento.
  • Calor a mais: Diretamente igual ao trabalho (80 Joules).

Conclusão

• Incentivo aos alunos: Organização, anotação estruturada dos estudos.
• Projeto educacional gratuito e aberto a doações.

Nota: Favor pausar o vídeo e copiar as convenções de sinais e conceitos para memorização eficaz.

Links: Vídeos de resolução de exercícios, playlists de termologia e experimentos.