Topo
pesquisar

Primeira lei para processos isotérmicos

Física

Nos processos isotérmicos, a temperatura do sistema se mantém constante durante todo o processo. Sendo assim, para gases ideais a energia interna também se mantém constante.
PUBLICIDADE

Sabemos que os processos termodinâmicos (adiabático, isotérmico, isobárico ou isovolumétrico) produzem variações nas características de um sistema. Podemos usar a Primeira lei da Termodinâmica para verificar a conservação de energia nos processos termodinâmicos.

Processos isotérmicos são aqueles em que a temperatura do sistema é mantida constante. No diagrama PV as curvas que representam esses processos se chamam isotermas. Duas isotermas diferentes não se cruzam: caso houvesse um ponto comum, esse ponto corresponderia a duas temperaturas para um mesmo valor de P, V e n, o que é impossível. Veja o gráfico acima.

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Para um gás ideal, a energia só depende da temperatura. Quando a temperatura permanecer constante, a energia interna não muda.

Se ∆T=0,então ∆U=0

Pela primeira lei da Termodinâmica, temos:

Q=τ+∆U
Q=τ

Em uma transformação isotérmica, o gás pode ceder ou receber calor do meio. Quando o gás recebe calor, o trabalho realizado é equivalente ao calor recebido. Quando o gás cede calor para o meio, o trabalho realizado sobre o gás corresponde ao calor cedido.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

No diagrama PV, isotermas (linhas em que a temperatura é constante) nunca se cruzam
No diagrama PV, isotermas (linhas em que a temperatura é constante) nunca se cruzam

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Primeira lei para processos isotérmicos"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-para-processos-isotermicos.htm. Acesso em 20 de novembro de 2019.

Lista de Exercícios
Questão 1

Suponha que dois mols de um certo gás sofram uma transformação conforme mostra o gráfico abaixo da pressão vs. temperatura. Sendo a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol.K, o calor molar a volume constante Cv = 4 cal/mol.K e o equivalente mecânico 1 cal = 4,18 J, determine a variação da energia interna e marque a alternativa correta.

a) 8.866 J
b) 4.433 J
c) 6.975 J
d) 3.500 J
e) 6.688 J

Questão 2

Uma determinada massa gasosa sofre uma transformação isotérmica, conforme o diagrama, e recebe do meio externo, em forma de calor, 2000 J. Dada a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol.K, determine respectivamente o volume final, a variação da energia interna e o trabalho realizado pelo gás e marque a alternativa correta.

a) 0,04 m3, 200 J, 100 J
b) 0,04 m3, 10 J, 5 J
c) 0,04 m3, 0 J, 3200 J
d) 0,04 m3, 0 J, 2000 J
e) 0,04 m3, 200 J, 200 J

Mais Questões
  • SIGA O BRASIL ESCOLA
Brasil Escola