sexta-feira, 21 de setembro de 2012

Transformaçoes


Transformação

energia interna U do sistema depende unicamente do estado do sistema, em um gás ideal depende somente de sua temperatura. Enquanto que a transferência de calor ou o trabalho mecânico dependem do tipo de transformação ou caminho seguido para ir do estado inicial ao final.

Isocórica ou a volume constante

isocora.gif (780 bytes)Não há variação de volume do gás, logoW=0
Q=ncV(TB-TA)
Onde cV é o calor específico a volume constante

Isobárica ou a pressão constante

isobara.gif (773 bytes)W=p(vB-vA)Q=ncP(TB-TA)Onde cP é o calor específico a pressão constante

Calores específicos a pressão constante cP e a volume constante cV

Em uma transformação a volume constante dU=dQ=ncVdT
Em uma transformação a pressão constante dU=ncPdT-pdV
Como a variação de energia interna dU não depende do tipo de transformação, e sim somente do estado inicial e do estado final, a segunda equação pode ser escrita como ncVdT=ncPdT-pdV
Empregando a equação de estado de um gás ideal pV=nRT, obtemos a relação entre os calores específicos a pressão constante e a volume constante
cV=cP-RPara um gás monoatômico 
Para um gás diatômico 
A variação de energia interna em um processo AB é DU=ncV(TB-TA)
Se denomina índice adiabático de um gás ideal ao quociente 

Isotérmica ou a temperatura constante

pV=nRT
A curva p=cte/V que representa a transformação em um diagrama p-V é uma hipérbole cujas assíntotas são os eixos coordenados.
isoterma.gif (994 bytes)DU=0
Q=W

Adiabática ou isolada termicamente, Q=0

equação de uma transformação adiabática foi obtida a partir de um modelo simples de gás ideal. Agora vamos obté-la a partir do primeiro princípio da Termodinâmica.
adiabatica.gif (1006 bytes)Equação da transformação adiabáticaDo primeiro princípio dU=-pdV

Integrando
Onde o expoente de V se denomina índice adiabático g del gas ideal

Se A e B são os estados inicial e final de uma transformação adiabática se cumpre que

Para calcular o trabalho é necessário efetuar uma integração similar a transformação isotermica.

Como podemos comprovar, o trabalho é igual a variação de energia interna mudando de sinal
Se Q=0, entonces W=-DU=-ncV(TB-TA)

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