TERMODINÂMICA 1ª LEI

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TERMODINÂMICA/ 1ª LEI 
 
 
A Primeira Lei da Termodinâmica é uma aplicação do princípio da conservação da energia 
para os sistemas termodinâmicos. De acordo com essa lei, a variação da energia interna de um 
sistema termodinâmico equivale à diferença entre quantidade de calor absorvido pelo sistema e o 
trabalho por ele realizado. 
Qual é a Primeira Lei da Termodinâmica? 
A Primeira Lei da Termodinâmica é uma consequência direta do princípio de conservação da 
energia. De acordo com esse princípio, a energia total de um sistema sempre se mantém 
constante, já que ela não é perdida, mas sim, transformada. 
No âmbito da Termodinâmica, utilizam-se noções mais específicas e menos genéricas que 
aquelas usadas no princípio da conservação da energia. Na Primeira Lei da Termodinâmica, 
usamos conceitos como energia interna, calor e trabalho, que são pertinentes ao âmbito das 
máquinas térmicas (aplicações tecnológicas de fundamental importância para a Termodinâmica). 
 
As máquinas a vapor funcionam de acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica. 
Imagine uma máquina movida a vapor, quando o fluido de trabalho dessa máquina (o vapor 
d'água) recebe calor de uma fonte externa, duas conversões de energia são possíveis: o vapor 
pode ter a sua temperatura acrescida em alguns graus ou, ainda, pode expandir-se e mover os 
pistões dessa máquina, realizando, assim, certa quantidade de trabalho. 
“A variação da energia interna de um sistema termodinâmico corresponde à diferença entre a 
quantidade de calor por ele absorvida e a quantidade de trabalho que esse sistema realiza.” 
Fórmula da Primeira Lei da Termodinâmica 
A fórmula usada para descrever matematicamente a Primeira Lei da Termodinâmica é mostrada a 
seguir: 
 
ΔU – variação de energia interna (cal ou J) 
Q – calor (cal ou J) 
τ – trabalho (cal ou J) 
Para usarmos essa fórmula, precisamos nos atentar para algumas regras de sinais: 
 ΔU – será positivo, se a temperatura do sistema aumentar; 
 ΔU – será negativo, se a temperatura do sistema diminuir; 
 Q – será positivo, se o sistema absorver calor do meio externo; 
 Q – será negativo, se o sistema ceder calor ao meio externo; 
 τ – será positivo, se o sistema se expandir, realizando trabalho sobre o meio externo; 
 τ – será negativo, se o sistema se contrair, recebendo trabalho do meio externo. 
Variação da energia interna 
O termo ΔU refere-se à mudança de energia atribuída à energia cinética das partículas 
constituintes do sistema, no caso de um gás ideal, pode-se dizer que ΔU equivale a: 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-interna.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-calor-sensivel.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/termodinamica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/historia-das-maquinas-termicas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-temperatura.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-cinetica.htm
n – número de mols (mol) 
R – constante universal dos gases ideais (0,082 atm.l/mol.K ou 8,31 J/mol.K) 
T – temperatura absoluta (kelvin) 
Analisando as fórmulas, pode-se perceber que, caso não ocorra uma mudança de temperatura no 
sistema, sua energia interna também permanecerá inalterada. Além disso, é importante dizer que 
para as máquinas térmicas, que operam em ciclos, a variação da energia interna, ao final de 
cada ciclo, deve ser nula, pois nesse ponto, o motor volta a operar com a temperatura inicial. 
Calor 
Seguindo para o próximo termo, Q, que se refere à quantidade de calor transferida para o 
sistema, costumamos utilizar a equação fundamental da calorimetria, mostrada a seguir: 
 
Q -calor (cal ou J) 
m – massa (g ou kg) 
c – calor específico (cal/gºC ou J/kg.K) 
ΔT – variação de temperatura (celsius ou kelvin) 
Trabalho 
A última das grandezas relacionadas à Primeira Lei da Termodinâmica é o trabalho (τ), que tem 
uma fórmula analítica apenas para as transformações que ocorrem sob pressão constante, 
também conhecidas como transformações isobáricas, observe: 
 
P – pressão (Pa ou atm) 
ΔV – variação de volume (m³ ou l) 
Quando a pressão exercida sobre o sistema não for constante, o trabalho poderá ser calculado 
pela área do gráfico de pressão em função do volume (P x V). Para saber mais sobre essa 
grandeza escalar, acesse: trabalho. 
EXERCÍCIOS 
01-Sobre os gases monoatômicos e ideais que passam por um processo de transformação 
isobárica, podemos afirmar corretamente que: 
a) Toda a quantidade de calor (Q) cedida ao sistema será transformada em trabalho mecânico. 
b) A quantidade de calor (Q) cedida ao sistema é diretamente proporcional à sua variação de 
temperatura. 
c) A energia interna do gás (U) permanece constante. 
d) A variação de energia interna(ΔU) é inversamente proporcional à variação volumétrica (ΔV). 
e) A temperatura do gás varia, mas não há trocas de calor entre o sistema e o meio externo. 
02-Um gás é submetido a um processo sob pressão constante de 400 N/m2 e sofre uma redução 
de seu volume em 0,25 m3. Assinale aquilo que for FALSO: 
a) a quantidade de trabalho realizada sobre o gás foi de - 100 J; 
b) a variação da energia interna é de -150 J; 
c) o gás recebe 250 J de calor; 
d) o gás cede 250 J de calor; 
e) a variação de temperatura desse gás é negativa; 
03-Em uma transformação isobárica, a pressão do gás é _______, e sua energia interna aumenta 
se a diferença entre ______ e _______ for _________. 
a) constante, calor, trabalho, nula. 
b) constante, calor, trabalho, negativa. 
c) variável, calor, trabalho, positiva. 
d) constante, trabalho, calor, negativa. 
e) constante, calor, trabalho, positiva. 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/energia-termica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/transformacao-isobarica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-uma-forca.htm