Energia Interna e Calor Especifico JADER

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Seminario Fisica A.
Primeira Lei Termodinamica.
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Gás Ideal:
É considerado um gás perfeito quando são presentes as seguintes características:
O movimento das moléculas é regido pelos princípios da mecânica Newtoniana;
Os choques entre as moléculas são perfeitamente elásticos, ou seja, a quantidade de movimento é conservada;
Não há atração e nem repulsão entre as moléculas;
O volume de cada molécula é desprezível quando comparado com o volume total do gás.
Equação Geral dos Gases Ideais:
Energia:
Energia é um termo que deriva do grego "ergos" cujo significado original é trabalho. Energia na Física está associado à capacidade de qualquer corpo produzir trabalho, ação ou movimento. A energia não se cria nem se destrói, apenas se transforma, da qual o homem pode aproveitar e extrair da natureza e sem a qual não consegue viver. energia não pode ser criada, mas apenas transformada (primeiro princípio da Termodinâmica) 
O conceito de energia é utilizado no sentido corrente para designar o vigor, a firmeza e a força. Sendo tudo o que produz ou pode produzir ação, podendo por isso tomar as mais variadas formas: 
Energia mecânica, 
Energia calorífica, 
Energia gravítica, 
Energia eléctrica, 
Energia química, 
Energia radiante,
Energia Nuclear e etc; é tudo energias.
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Energia Interna de um Gás Ideal:
Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Esta energia é uma característica do estado termodinâmico e deve ser considerada como mais uma variável que pode ser expressa em termos de pressão, volume, temperatura e número de mols. 
Onde:
U: energia interna do gás;
n: número de mol do gás;
R: constante universal dos gases perfeitos;
T: temperatura absoluta (kelvin).
 
Energia Interna de Gás Ideal:
Considerando um recipiente de paredes rígidas, isolado termicamente, dividido por uma partição. Supondo que um dos compartimentos contenha gás e o outro esteja vazio.
Pela primeira lei da termodinâmica (ΔU = Q – W) como Q e W não sofrem alteração temos que a energia interna permanece inalterada. Para tentear saber se nesta expansão livre o gás sofre variação de temperatura o cientista Joule fez alguns experimentos em 1843, experimentos conhecidos como efeito Joule.
Quando a divisoria é quebrada ou removida ocorre uma expansãolivre do gás ideal para preencher os dois compartimentos. 
O trabalhorealizado pelo gás nessa expansão é igual a zero, porque ele não empurra nenhuma fronteira móvel, e também não existe nenhuma transferência de calor pelas paredes isolantes. 
Logo, Q e W sãoiguais a zero energia interna U é constante. Isso é verdade para qualquer tipo de gás, e não omente para um gás ideal.
Energia Interna de um Gás Ideal:
As partículas de um sistema têm vários tipos de energia, e a soma de todas elas é o que chamamos Energia interna de um sistema.
Para que este somatório seja calculado, são consideradas as energias cinéticas de agitação , potencial de agregação, de ligação e nuclear entre as partículas.
Nem todas estas energias consideradas são térmicas. Ao ser fornecida a um corpo energia térmica, provoca-se uma variação na energia interna deste corpo. Esta variação é no que se baseiam os princípios da termodinâmica.
Se o sistema em que a energia interna está sofrendo variação for um gás perfeito, a energia interna será resumida na energia de translação de suas partículas
Calor:
O calor, é definido como uma troca de energia térmica entre o sistema e o ambiente quando há diferença de temperatura entre eles. Essa transferência de energia flui do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura, que tende ao equilíbrio térmico onde o calor é zero, ou seja, não é nem absorvido e nem perdido. 
O calor é absorvido quando a transferência de energia interna ocorre do ambiente para o sistema, ou seja, o calor é positivo. Quando ocorre o contrario, o sistema perde energia interna para o ambiente, é dito que o calor é perdido, ou seja, calor negativo.
Calor Especifico:
A capacidade térmica de um corpo é a constante de proporcionalidade entre uma determinada quantidade de calor e qual a variação de temperatura que esta quantidade de calor ira produzir no corpo.
Calor Especifico é uma grandeza que determina a variação térmica de certa substancia ao receber determinada quantidade de calor. Também pode ser chamada de capacidade térmica de mássica.
Onde:
Q é a quantidade de calor em joules,
C é o calor específico, 
M a massa,
Ti e Tf são as temperaturas inicial e final do corpo, respectivamente. 
Nota-se que para a temperatura do corpo de massa m sofrer uma determinada variação, será necessário uma quantidade de calor Q.
Calor Especifico de um Gás Ideal:
O Calor especifico de um quantidade de gás ideal é a quantidade necessaria para elevar em 1 grama de substancia por um grau ou seja é o processo de fornecimento de calor par umasubstancia.
Sendo assim é necessario conheçer o Calor especifico molar a volume constante Cv e o calor especifico molar a pressão constante Cp.
Dedução: 
Neste porcesso a presão cresce, mas o gás não realiza nenhum trabalho.
Uma variação de temperatura, a medida que o calorflui para o sistema, ocorre uma expansão da presão e realização de trabalho.
O sistema em contato termico como corpo mais quente, então ocorre o uma variação de temperatura.
O trabalho realizado dw pode ser expressso em variação de temperatura.
Em umsistema isocorico quando a temperatura a variação de energia é igual ao calor fornecido Q. E quando a temperatura aumenta o volume deve aumentar para pressão permanecer constante.
Deduçaõ:
Calores especificos molares de um gás ideal Cp é maior que Cv, a diferença é dada pela constante dos gases R.
Razão entre os calores especificos, chamada também de razão das capacidade calorificas.
Substituindo as equações anteriores na primeira lei da termodinâmica.
Calores Especificos molares de gases a baixa pressão: