Fala galera, tudo bem galera? Ó, eu sou o professor Marcelo Boaro, o seu professor de exatas. Meu querido, minha querida, nesse momento tô gravando física, termologia física, tá bom? Galera, aula de número 16 já, hein, meu? A gente já discutiu um monte de coisa, hein? Escalas termométricas, dilatação térmica e dos sólidos, líquidos. A gente já estudou, fizemos o estudo inicial dos gases, equação geral dos gases, o pivotó, lembra? equação de clapeiron. Aí nas últimas aulas eu falei para vocês sobre trabalho realizado por um gás e energia interna, que foi a aula passada, aula de número 15. Final do vídeo eu deixo um link para você, para você cair na playlist lá no meu canal, para você poder pegar tudo certinho, se você não viu ainda, tá bom? Muito bem. Então, ó, primeira lei da termodinâmica um. Primeira lei termodinâmica um, porque vai ter aula dois. Essa aqui eu resolvi dividir em duas aulas, tá? Por conta da importância dessa parte da matéria e do detalhamento que eu quero fazer, eu quero ter mais espaço para fazer exercício para vocês depois. Muito bem. Primeira lei da termodinâmica um, meus queridos. Vamos lá, vamos lá, vamos lá. Que que nós vamos fazer aqui? Então, boaroa? Nós vamos fazer o seguinte. Eu tenho recipiente que contém uma certa quantidade de gás, beleza? Eu tenho um recipiente que tem uma certa quantidade de gás. Esse gás está uma certa temperatura inicial, uma certa pressão inicial, um certo volume inicial. Beleza? Aí nós vamos colocar aqui, por exemplo, um bico de bunsen. E aí eu vou, ao acender aqui o foguinho, eu vou estar fornecendo calor para essa porção gasosa. Ao fornecer calor para essa porção gasosa, galera, essa esse gás, ele vai sair de um estado inicial de pressão, volume e temperatura e vai passar a um estado final de pressão, volume e temperatura, entendeu? Então ele vai sair de um P1 V1 T1 e vai para uma outra situação P2 V2 T2 qualquer. Eu vou usar como referência eh essa situação para descrever para você a primeira leitinâmica. Depois eu vou explicar para você que ela vale no caso geral, tá? Não necessariamente apenas quando o gás ganha calor, pode ser quando o gás cede calor também, claro, ele ele vai realizar trabalho, mas ele pode sofrer trabalho. Ele vai aumentar a sua energia interna, mas ele pode ter sua energia interna diminuída ou mesmo zero esses termos. Fica tranquilo, eu vou usar isso como referência e depois vou explicar o geral, tá bom? Então vamos lá. Então imagina o gás que ele ganhou o calor, uma certa quantidade de calor que ele ganhou o calor. Tá bom? O arô, que que ele vai fazer com esse calor, galera? A energia térmica, esse calor que esse gás vai ganhar, essas partículas vão aumentar a sua agitação, vai aumentar a agitação das partículas e esse gás vai expandir. Então, olha só que interessante, ele ganhou o calor e ele vai usar esse calor para duas coisas. Ele vai usar para aumentar, né, o gás, as partículas vão aumentar a sua agitação, ou seja, vai aumentar a sua temperatura. Mas como nós vimos na aula 15, na aula passada, ao aumentar a sua temperatura, ele vai aumentar a sua energia interna e ele vai expandir. Mas ao expandir, ele vai realizar trabalho. Ah, então olha que interessante, o calor que que ele recebe, ele usa para duas coisas. Ele usa para aumentar a sua energia interna, sofrer uma variação de energia interna e para realizar um trabalho. Ah, então olha que interessante, cara. Q é igual a delta U mais o trabalho. Gente, a primeira lei da termodinâmica nada mais é do que uma lei de conservação de energia, né, gente? Conservação de energia. Todo o calor que ele recebe, todo o calor que ele ganha, ele usa para realizar trabalho e aumentar a agitação, aumentando a energia interna. Tá aqui, galera. Essa aqui é a fórmula dessa aula. Q igual delta U mais o trabalho. Q = delta U mais o trabalho. Eu vou escrever para você aqui o que é cada um dos termos, tá? O Q é o calor trocado. Por que trocado, Boaró? Porque pode ser recebido ou cedido, né? É o calor trocado. Que que é o delta U, Boaro? O delta U é a variação variação da energia da energia interna, galera. Assunto da aula passada, lembra? É a variação de energia interna. e ter o tal ou ter é o trabalho. É o trabalho. Trabalho realizado, trabalho sofrido, dependendo de cada situação. Entendeu? Entendeu? Muito bem. Então, gente, lembre-se, o que pode ser positivo, negativo ou zero. No próximo quadro aqui, eu vou escrever isso em detalhes para você. Agora tô citando pr você entender. O que ele pode ser positivo, negativo ou zero. O que é positivo quando o gás ganha calor? O que é negativo quando o gás cede calor e o que é zero quando ele não troca calor. Delta U é positivo quando ele aumenta a sua temperatura. Delta U é negativo quando ele diminui a sua temperatura. E o delta U é zero quando não há variação de temperatura. O T, o trabalho, o trabalho é positivo quando o gás sofre expansão. Quando ele sofre expansão, o trabalho é positivo. Quando o gás sofre uma compressão, o trabalho ele é negativo. E quando o gás não expande e também não contrai, o que acontece? O trabalho é zero. Se o trabalho é zero, é uma transformação chamada isovolumétrica, lembra? Transformação isovolumétrica é aquela que não há variação de volume, então não há realização de trabalho. Entendeu, meu querido? Entendeu, minha querida? São esses essas as regras de sinais, né? Convenção de sinais para isso aqui. Então, Q = delta U mais trabalho. Às vezes você vai encontrar, galera, ah, essa mesma equação num outro formato, mas meu, é a mesma coisa, né? Às vezes as pessoas escrevem em aulas de química, a gente escreve bastante ela no seguinte formato. Em nós queremos analisar a variação de energia interna, então fica delta U é Q menos o trabalho. Você pega o trabalho, você passa para lá subtraindo, você inverte a ordem dos termos, fica delta u é qalho. É uma outra maneira de você escrever, tá bom? Tudo bem, meus queridos? Aqui tem um detalhe importante, cara, que você tem que ficar muito esperto, que são as unidades. As unidades. Por quê? Porque é muito comum na parte de calorimetria, na troca de calor, nós estudarmos o calor em calorias, lembra? Então, é muito comum nos problemas você ter o calor em calorias, mas o trabalho é muito comum que você o encontre na forma de unidade do sistema nacional, que é o Jaul. Então você tem que ficar muito atento em resolver exercícios de primeira de da termodinâmica e você não confundir ou você não errar. as unidades, tá bom? Fica esperto, hein? Fica esperto, hein? Então, ó, tem que ser todo mundo na mesma unidade. Pode ser todo mundo em calorias ou todo mundo em jaules. Lembrando que uma caloria, uma caloria equivale a 4,18 Jules. Normalmente eles colocam 4,2 ou mesmo 4 J aproximadamente, tá bom? Normalmente is é dado no exercício, tá bom, meu querido, minha querida? Então eu vou eu vou apagar esse quadro aqui só para passar para vocês essa convenção de sinais detalhadinha, eh, para que você memorize. Mas antes, ó, meu, lembre-se, dá um joinha nos vídeos, inscreva-se no canal, dá uma força para mim, divulgue o meu trabalho, dá uma força para mim quer levar o ensino de exatas, de alto nível, como você já percebeu, e totalmente grátis para todo mundo, tá? Dá o apoio que você puder dar ao projeto do Boar, tá bom? Então, gente, vamos lá, ó. Vamos ver a convenção de sinais. Vamos relembrar, foi o que eu disse há pouco, o calor pode ser positivo, negativo ou zero. A variação de energia interna pode ser positiva, negativa ou zero. E o trabalho também positivo, negativo ou zero. Quanto que ocorre cada uma das coisas? Vamos lá, meus queridos. O que é positivo? Ah, mas antes, ó, meu, lembra de ter um caderno para você fazer as anotações, organiza, estrutura bem seus estudos, tá bom? Cada uma das matérias, cada um dos tópicos. É bastante importante fazer as anotações cuidadosamente, tá bom? Vamos lá. O que é positivo, galera, é quando o gás, quando ele recebe calor. Então, ó, recebe calor. O que é negativo quando o gás cede calor? Essa convenção de sinais cede calor. E o que ele é zero quando ele não troca calor, gente? Não troca calor, nós chamamos essa transformação de adiabática. Lembra? Eu vou até escrever assim para você, ó. É uma transformação a diicar. Adiabático é quando não troca calor com a o ambiente, com o meio externo. Tá bom? Tá arro. E o delta U? Ó, Delta U é tranquilo. Delta U, gente, ele tá associado a a energia interna tá associada à temperatura, lembra? Eu vou escrever para você essa equação aqui embaixo, ó. Escrever aqui para você relembrar. Já apagar isso aqui. Você se lembra que o delta U, o delta Ucrito como sendo 3/ de N R del T. Lembra? Delta U é 3/ de NR del T para o gás monoatômico, como eu expliquei para você na aula passada. Ah, então pera aí. Seu U é 3/ de NR del T, então delta U depende exclusivamente do quê, meus queridos? da variação de temperatura, né? Então, por isso que, ó, delta U é positivo, é quando o T aumenta. Ah, então pera aí. Então, pera aí. Então, se o T aumenta, olha como escrevi para você, se o T aumenta, se a temperatura aumenta, delta U é positivo, entendeu? Se o T diminui, diminui, ó. Então, se o T diminui, o delta U é negativo. E se não há variação de temperatura, ou seja, uma transformação isotérmica, não é? O delta U é zero, então é porque o T é constante. Eu vou escrever assim para você, ó. Temperatura. Temperatura constante. Con t, ó lá, ó. Temperatura constante. Aí o trabalho, boarô, o trabalho tá associado à expansão ou compressão, lembra? Então, T positivo, que que é boarô? É a expansão, galera. expansão. Então, na expansão o trabalho é positivo, tá? O tal o trabalho é positivo. E na compressão, o volume diminui. Se o volume diminui, a compressão. Na compressão, na compressão, meu querido, minha querida, o trabalho ele é negativo. Já há uma transformação a volume constante, não há variação de de volume, né? volume constante. Volume constante. Galera, o volume constante ele é chamado também de isovolumétrica, né? Tá aí, galera, tá aí a convenção de sinais para você, tá bom? Depois você pausa o vídeo e copia direitinho para você memorizar, você precisa saber, tá bom? Vamos fazer um exercício de aplicação. Vamos fazer, dá uma olhada aí na sua tela. Ó, o gráfico a seguir representa dois modos de levar massa de gás ideal de uma certa temperatura inicial TA até uma temperatura final TC. Galera, olha o gráfico. Pressão por volume. Duas maneiras de sair de um estado inicial PVA em que a temperatura é TA e ir até a temperatura TC. Note que esse tracejadinho que ele fez representa uma isoterma, né? Continuando, o primeiro um representa uma evolução à pressão constante e o segundo dois, uma evolução a volume constante. Ponto. O trabalho realizado foi igual a 80 J. Gente, ele não especificou, mas o trabalho realizado, meu querido, minha querida, ocorreu em qual transformação? Fala para mim, em qual transformação ocorreu realização do trabalho? necessariamente naquela em que há variação de volume. Lembra? Se não houver variação de volume, não há realização de trabalho. Não se esqueça disso. Então, na transformação um, teve trabalho, o volume mudou. Na transformação dois não teve trabalho, o volume não mudou. Tudo bem? Continuando. Ah, letra A. Em qual dos dois processos foi necessário ceder maior quantidade de calor à massa gasosa? Justifique sua resposta. Letra B. Determine a quantidade de calor cedida a mais. Hum, bacana. Galera, volto que falou, ó, galera, ó. Tranquilo, meu gráfico da pressão pelo volume saiu de um estado A e foi para um estado C, né? Temperatura TC por dois caminhos diferentes. São duas transformações diferentes, né? Ele fez a transformação um em que a pressão ficou constante. Olha que interessante, a pressão ficou constante e fez a transformação dois daqui até aqui em que o volume ficou constante, não é? Paguei um pedaço que eu escrevi de novo. Então, ó, um e dois. Note, olha que interessante. Transformação um. Na transformação um, gente, o gás ele pegou o calor para aumentar a agitação das partículas, certo? E que mais? Realizar trabalho. Então, na transformação um, eu escrevo Q1 é igual a delta U mais o trabalho, certo? Não, na transformação 1. Muito bem. Na transformação um, gente, note, o delta U, eu não escrevi delta U1 e nem delta U2. Eu poderia até escrever, mas eu já deixei direto delta U porque eles serão iguais, né? Olha só, vamos relembrar. Delta U, como eu escrevi agora a pouco na lousa para vocês aqui, ó, é igual a 3/2 de NR del T por gás monatômico, não é? 99,9% dos casos, dos exercícios que aparece para vocês são gasos monotômicos, tá? Vale essa expressão. 3/2 de NR del T. Se for diferente, normalmente ele te dá. Bom, então olha só, galera, como a variação de temperatura foi a mesma, ó, para ir daqui até aqui, ele sofreu uma dada variação de temperatura. E para ir daqui até aqui, ele sofreu a mesma variação de temperatura. Note, olha que interessante, sair de um estado inicial e a um estado final de temperatura e por caminhos diferentes de pressão e volume. São coisas diferentes, hein? Fica esperto. Então, gente, mas o delta U foi o mesmo. O delta U foi o mesmo. Por quê? Temperatura inicial e a temperatura final são iguais. Temperatura final TC, temperatura inicial TA. Beleza? Temperatura final TC, temperatura inicial TA. Beleza? Mesma coisa. Então, o Delta U é o mesmo nos dois casos. Galera, como delta u é o mesmo nos dois casos, vamos analisar o trabalho. Ele nos disse que houve um trabalho de 80 Jes. Ele falou para nós, ó, o trabalho valeu 80 Jes, tá? Ele falou desse jeito. Beleza, vamos deixar aqui essa informação. Você vai ver que interessante. Vamos pra transformação dois. Transformação dois, ele foi também de A até aqui TC. Só que na transformação dois, meus caros, o volume não ficou constante, né? Se na transformação dois o volume ficou constante, quanto vale o trabalho em dois, galera? Quanto que vale o trabalho numa transformação isovolumétrica? Isovolumétrica significa a volume constante. Isovolumétrico significa a volume constante. Então essa transformação a volume constante, caramba, mas se o volume não mudou, ele não expandiu e nem sofreu compressão, certo? Então não tem trabalho, certo? Isso mesmo. Então, galera, olha que interessante. Aqui o Q1 é delta U mais o trabalho. Aqui o Q2 é igual a delta U, que é o mesmo delta U. Opa. Então, quem é maior, galera? Quem é maior? O Q1. Claro, o Q1 é maior. Por que que o Q1 é maior? Porque o Q1 ele teve de esquentar o gás e realizar trabalho, enquanto que no Q2 ele apenas aqueceu o gás. Entendeu? Entendeu? Então, resposta letra letrar, ele perguntou em qual dos dois processos foi necessário ceder maior quantidade de calor à massa gasosa? Justifique sua resposta, né? Então, ó, foi no processo um. Por quê? Foi no processo um por quê? Porque além de esquentar, ele realizou o trabalho. Então, ele teve que forcer mais energia para que isso acontecesse. Entendeu? Letra B. Determine a quantidade de calor cedida a mais. Gente, mas aí tá fácil, né? Qual é a quantidade de calor cedida a mais? Horas. É esse termo aqui, ó. Esse termo foi o que foi a mais. São os 80 J. Ah, então o calor a mais, eu vou escrever assim, ó. O que o calor a mais, calor mais, vai valer o próprio trabalho que ele teve que fornecer de energia para que ele realizasse. Entendeu, meu querido, minha querida? 80 jaulas. Então é isso, galera, ó. Então é isso, como todo final de vídeo, vou deixar para você aqui o link para você cair num vídeo de resolução de exercício. Vou deixar um link aqui para você cair na playlist de de termologia e deixar um link aqui para você de experimentos que eu tenho centenas de experimentos preparados começando a gravar, começar a postar para você em breve, tá bom? Aí ali o link para você se inscrever no canal, se você não for inscrito ainda, tá bom? Galera, lembrando que esse trabalho aqui, esse projeto, ele vive de doações. Eu nunca cobrei nada e nunca vou cobrar nada de ninguém. Eu tenho uma série de custos, inclusive para vir trabalhar de almoço e paranará e paranará. Então, para eu manter o projeto, se esse projeto já te ajudou e você tem intenção de ajudar outras pessoas, dê sua contribuição, tá? Eu deixo o link para pro meu espaço no site de doações, tá bom? Logo na descrição do vídeo. Muito obrigado. Muito obrigado. Tudo para você. Fica com Deus e até mais, ó. Acredito em você, hein, cara. Estuda bastante, organiza seus estudos, faz passo a passo que vai est tudo certo, tá bom? Um abraço, fica com Deus. C.