Trabalho e Calor na Termodinâmica

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CAPÍTULO 4
 
TRABALHO E CALOR
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Termodinâmica - Van Wylen, Borgnakke, Sonntag
Energia transferida que pode ter como efeito o levantamento de um peso.
TRABALHO E CALOR (CAP. 4)
Trabalho realizado pelo sistema (+);
Trabalho realizado sobre o sistema (-).
O trabalho é usualmente definido como uma força F agindo através de um deslocamento x, sendo esta na mesma direção do deslocamento.
Mas, na termodinâmica do ponto de vista macroscópico devemos relacionar nossa definição de trabalho com os conceitos de sistemas, propriedades e processos. 
1 - DEFINIÇÃO DE TRABALHO
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1 - DEFINIÇÃO DE TRABALHO
TRABALHO E CALOR
Em geral, nós consideraremos o trabalho como uma forma de transferência de energia.
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2 – UNIDADES DE TRABALHO
Como já definido, a realização de trabalho está condicionada a ação que envolve o levantamento de um peso, isto é, o produto de uma unidade de força (1 newton ) atuando através de uma distância unitária (1 metro). Essa unidade de trabalho no SI é chamada de joule (J).
E o trabalho realizado por unidade de tempo é a Potência, designada por: 
A unidade de potência no SI é Watt (W)
É conveniente também falar de trabalho por unidade de massa do sistema, designado por:
TRABALHO E CALOR
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A integral acima somente poderá ser efetuada se conhecermos a relação entre P (pressão) e V (volume) durante esse processo. 
TRABALHO E CALOR
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
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O trabalho é representado também pela área sob a curva 1-2, ou seja, a-1-2-b-a.
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
1W2 =
TRABALHO E CALOR
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3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
O trabalho envolvido não é uma função somente dos estados inicial e final do processo, mas também depende do caminho que se percorre ao se ir de um estado a outro.
TRABALHO E CALOR
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Processo Politrópico para um Gás.
3 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO QUASE - ESTÁTICO
TRABALHO E CALOR
Em particular em n=1, temos:
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4 - TRABALHO REALIZADO NA FRONTEIRA MÓVEL DE UM SISTEMA SIMPLES COMPRESSÍVEL DURANTE UM PROCESSO DE NÃO - EQUILÍBRIO
TRABALHO E CALOR
No caso do não equilíbrio, a força total exercida sobre o êmbolo pelo gás interno ao cilindro, p.A, não é igual a força externa, Fext , e o trabalho não é dado pela Equação
O trabalho pode, entretanto, ser determinado em função da Fext ou, dividindo esta força pela área, em função de uma pressão externa equivalente a força:
Para a utilização da Equação acima, em um caso particular, é necessário conhecer como a força ou a pressão externa varia durante o processo.
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A hipótese do processo ser quase-estático é essencial, porque cada ponto da linha 1- 2 representa um estado definido e estes estados corresponderão aos estados reais do sistema somente se o desvio do equilíbrio for infinitesimal.
A identificação do trabalho é um aspecto importante em muitos problemas termodinâmicos.
6 – Observações Finais Relativas ao trabalho
TRABALHO E CALOR
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T (I)
T (II)
CALOR
T (I) > T(II)
7 – Definição de Calor
TRABALHO E CALOR
Energia transferida através da fronteira de um sistema em virtude da diferença de temperatura.
O calor é sempre transferido no sentido decrescente da temperatura 
Unidade: Joule
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9 – Comparação entre Calor e Trabalho
TRABALHO E CALOR
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FIM 02/08/2016