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Processos termodinâmicos 
Objeto de aprendizagem: Transformações termodinâmicas 
NOA - UFPB 
 
Quando um sistema não sofre qualquer tipo de influência de sua vizinhança, dizemos que ele é 
um sistema isolado, e dessa maneira ele tenderá a permanecer numa mesma situação estável. 
Existem diversos processos termodinâmicos simples de serem visualizados, tais como os pro-
cessos que mantenham uma função de estado constante. Entendemos por função de estado às grandezas 
que definem um estado termodinâmico, tais como pressão, volume e temperatura. 
Definimos equilíbrio termodinâmico como a situação onde não acontecem mudanças em suas 
funções de estado. 
As possíveis mudanças podem ser de três tipos: mecânica, química e térmica. 
1. Quando o meio ambiente exerce uma força sobre o sistema, essa força irá interferir no esta-
do seu estado de equilíbrio existente, por causa de uma perturbação mecânica. Essa força 
poderá fazer que o sistema diminua o seu volume (como um êmbolo quando pressionado). 
Além disso, pode associar um aumento de pressão do gás, caso o sistema esteja em contato 
com um banho térmico e perca calor. Após retornar ao isolamento, e depois de algum tempo 
de relaxação, o sistema alcança um novo estado de equilíbrio mecânico. 
2. Quando o sistema troca matéria com o meio que o circunda, acontece uma perturbação quí-
mica. Essa perturbação pode provocar uma alteração na composição química do sistema. 
Após retornar ao isolamento, e depois de algum tempo, acontecerá novamente uma unifor-
mização na composição do sistema e ele alcançará um novo estado de equilíbrio químico. 
3. Quando o sistema entra em contato térmico com as vizinhanças, acontecerá uma troca de calor, 
e essa perturbação afastará o sistema de seu estado de equilíbrio. Após retornar ao isolamento, e 
depois de algum tempo de relaxação, o sistema alcança um novo estado de equilíbrio térmico. 
Quando o sistema se encontra em equilíbrio em relação às três condições mencionadas, dizemos 
que ele está em equilíbrio termodinâmico, e nessa situação ele pode ser descrito por suas funções de 
estado, que se referem ao sistema como um todo. 
O que seria uma grandeza termodinâmica? 
Considere um gás composto de pequenas partículas contido em um recipiente, e esse recipiente 
pode apresentar-se de modos diversos. Um modelo para representar essas partículas seria considerá-las 
como pequenas bolas rígidas. 
Podemos variar o volume do recipiente aumentando ou diminuindo a região disponível para as 
partículas do gás. 
Poderemos ainda envolver o recipiente com um material isolante de maneira a impedir um fluxo 
de calor entre o gás e o meio que circunda o recipiente. 
E finalmente poderemos colocar o recipiente em contato com um banho térmico, de modo a ceder 
ou absorver calor do gás. O banho térmico é entendido como um aparato capaz de fornecer ou ceder qual-
quer quantidade de calor ao gás; variando a temperatura do gás, mas mantendo sua própria temperatura 
constante. Um exemplo dessa situação seria colocar um copo de água a temperatura ambiente num grande 
balde de gelo; o grande balde de gelo irá esfriar a água praticamente sem variar a sua própria temperatura. 
A temperatura T do gás é uma função de estado. Também são funções de estado o volume V 
do recipiente que confina o gás e a sua pressão p. Quando um sistema está em equilíbrio termodinâmi-
co, as funções p, V e T são bem definidas, e estão inter-relacionadas e definem o estado em que o sis-
tema se encontra. Basta que conheçamos duas e poderemos determinar a terceira grandeza. A equação 
que define essa relação é conhecida como equação de estado. No modelo do gás ideal, a equação de 
estado é dada por: 
Gustavo Henrique
Note
Note que em um sistema em equilíbrio permanecerá em equilíbrio para sempre. Para se sair desde estado é necessário uma força externa.
Gustavo Henrique
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Gustavo Henrique
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Gustavo Henrique
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Gustavo Henrique
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Gustavo Henrique
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Gustavo Henrique
Note
Uma equação de estado te conta a respeito de como as grandezas se relacionam, assim sabendo algumas as outras podem serem determinadas com base nessa relação
Gustavo Henrique
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Gustavo Henrique
Note
As grandezas de estado podem caracterizar o sistema e servem de referência para se analisar após uma variação num processo termodinâmico.
pV = μRT 
 
onde μ é u número de moles do gás e R é a constante universal dos gases. 
Um processo termodinâmico é um evento caracterizado pela variação de uma ou várias 
funções de estado de determinado sistema. 
Quando um sistema se encontra em equilíbrio termodinâmico e sofre uma pequena variação (in-
finitesimal) em algumas de suas funções de estado, se deixado isolado, ele encontrará naturalmente 
uma outra situação de equilíbrio, como novos valores de suas funções de estado. Chama-se a essa 
mudança infinitesimal de processo quase estático. 
Um processo reversível é necessariamente uma seqüência de processos quase estáticos. Para 
que um processo seja reversível é necessário que conheçamos todas as micro-transformações que 
aconteceram entre o estado inicial e o estado final. 
As mudanças que sofrem algumas grandezas quando que acontece numa transformação termo-
dinâmica estão relacionadas através da equação que define a Primeira Lei da Termodinâmica: 
 
WQE −=Δ 
onde 
ΔE = energia interna do gás 
Q = calor absorvido pelo gás 
W = trabalho executado pelo gás 
 
Considerando os processos quase estáticos, vamos analisar: 
 
a. Processo adiabático; Q = 0; sem troca de calor com o ambiente. 
 Como não existe troca de calor entre o sis-
tema (gás) e o ambiente, as transformações estão 
associadas a troca de trabalho entre o sistema e o 
meio. As funções de estado p, V e T podem variar, 
mas sem que isso signifique uma troca de energia 
em forma de calor. 
 O sistema poderá trocar com o ambiente, 
energia em forma de trabalho. Por exemplo; o am-
biente executará trabalho sobre o sistema diminuin-
do o volume deste sistema, e consequentemente 
aumentando a sua pressão e a sua temperatura. 
Acontecerá a variação da energia interna do sistema. 
 
b. Processo isovolumétrico; volume constante. 
 Num processo isovolumétrico, não existe 
troca de energia na forma de trabalho entre o sis-
tema e o ambiente. As funções de estado p e T po-
dem variar. 
 Poderão acontecer trocas de energia na for-
ma de calor, entre o sistema e o ambiente. Por e-
xemplo, o sistema absorverá calor do ambiente, e 
mantendo o volume constante, acontecerá um au-
mento tanto da pressão quanto da temperatura. 
 Acontecerá a variação da energia interna 
do sistema. 
Gustavo Henrique
Highlight
Gustavo Henrique
Note
Usamos esse processo quase estático para descrever as equações de trabalho ou construir o gráfico de p-v. Se considera mudanças muito pequenas de modo que o sistema parmaneça sempre em equilíbrio durante a mudança.
 
c. Processo isobárico; pressão constante. 
 Num processo isobárico poderá acontecer 
troca de energia tanto em forma de calor como 
em forma de trabalho. As funções de estado V e 
T podem variar. Por exemplo, absorve calor e 
recebe trabalho do ambiente, e acontece um 
aumento do volume, sem que aconteça variação 
da pressão. 
 Acontecerá a variação da energia inter-
na do sistema. 
 
 
d. Processo isotérmico; temperatura constante. 
 Num processo isotérmico poderá aconte-
cer troca de energia tanto em forma de calor 
como em forma de trabalho. As funções de es-
tado p e V podem variar. Por exemplo, absorve 
calor e recebe trabalho do ambiente, e acontece 
um aumento da pressão e volume, sem que a-
conteça variação da temperatura. 
 Não acontecerá a variação da energia 
interna do sistema.