TEMA 02 - TIPOS DE PROCESSOS TERMODINÂMICOS

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2. Processo isovolumétrico ou isocórico
É um processo que ocorre a volume constante. Não existe troca de energia na forma de trabalho entre o sistema e o ambiente, W=0. As variáveis de estado, pressão e temperatura podem variar. Poderão acontecer trocas de energia na forma de calor, entre o sistema e o ambiente. Por exemplo, o sistema absorverá calor do ambiente, e mantendo o volume constante, acontecerá um aumento tanto da pressão quanto da temperatura causando a variação da energia interna do sistema.
Analisando a equação da primeira lei da termodinâmica, sendo o trabalho igual a zero, temos:
U2−U1=△U=Q
A energia adicionada na forma de calor ficará dentro do sistema aumentando a energia interna do sistema. A figura a seguir mostra graficamente, no diagrama PV, o processo quando o volume do sistema permanece constante, entre os estados 1 e 2.
Diagrama PV mostrando o processo 1 - 2 a volume constante.
Para transformar o sistema do estado 1 para o estado 2, a pressão foi reduzida, e a temperatura passou da isoterma T1 para isoterma T2, ou seja, a temperatura diminuiu, porém, o volume continua o mesmo, constante, pois V1 é igual a V2. Processos que ocorrem com o volume constante são chamados de isocóricos, ou isovolumétricos.
3. Processo isobárico
Um processo isobárico é um processo que ocorre a pressão constante. Num processo isobárico nenhuma das grandezas, energia interna, calor e trabalho será igual a zero, logo poderá acontecer troca de energia tanto em forma de calor como em forma de trabalho. As variáveis de estado volume e temperatura podem variar. O trabalho realizado será dado por:
W=P(V2−V1)
O diagrama PV da figura a seguir representa um processo isobárico entre os estados 1 - 2. Neste processo, o gás no estado 1 sofre expansão, aumento do volume, até o estado 2. A temperatura neste caso também aumenta, passando da isoterma T1 para a isoterma T2.
Diagrama PV mostrando o processo 1 - 2 a pressão constante.
4. Processo isotérmico
Um processo isotérmico é um processo que ocorre a temperatura constante. Neste caso, as variáveis de estado pressão e volume podem variar havendo troca de energia, tanto em forma de calor, como em forma de trabalho, porém não acontecerá a variação da energia interna.
U2−U1=△U=0
Q=W
Repare no gráfico a seguir que, ao variar do estado 1 para o estado 2, a pressão do gás diminuiu, mas o volume aumentou. Veja também que o processo ocorreu sobre a isoterma T1=T2, ou seja, a temperatura não variou, é um processo isotérmico.
Diagrama PV mostrando o processo 1 - 2 a temperatura constante.