Gases e Termodinâmica
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Física
Gases e Termodinâmica
1
Sumário
Introdução ...........................................................................................................................................2
Objetivo................................................................................................................................................3
1. Gases ............................................................................................................................................3
1.1. Modelo Macroscópico do Gás Ideal ..................................................................................3
1.2. Transformações Gasosas ..................................................................................................4
1.3. Lei Geral dos Gases Ideais .................................................................................................5
1.4. Equação de Clapeyron ................................................................ .......................................5
2. Primeira Lei da Termodinâmica ...............................................................................................5
2.1. Trabalho em Termodinâmica ................................ ...........................................................5
2.2. Energia em um sistema Termodinâmico .........................................................................6
2.3. Primeira Lei da Termodinâmica .......................................................................................6
3. Segunda Lei da Termodinâmica ...............................................................................................7
3.1. A Segunda Lei da Termodinâmica ....................................................................................7
3.2. Máquinas Térmicas ............................................................................................................7
3.3. Ciclo de Carnot ...................................................................................................................8
Exercícios .............................................................................................................................................9
Gabarito ................................................................................................ ...............................................9
Resumo ............................................................................................................................................. 10
2
Introdução
Observamos que a matéria, em ger al, pode apresentar-se em três fases
distintas: sólida, líquida e gasosa. São freque ntes as tr ansformações entre elas .
Exemplo: o gelo derrete- se a 0 °C e forma água líquida; a água ferve a 100 °C e
transforma-se em vapor de água.
No entanto, nem se mpre a água ferve a 100 °C e o gel o funde - se a 0 °C. Essas
temperaturas de mudanças de fase dependem da pressão a que a substância está
submetida. Por exemplo, no nível do mar, onde a pressão atmosférica é 1 atm, a
água pura entra em ebulição a 100 °C ; no a lto de uma montanha, a água e ntra e m
ebulição a uma te mperatura menor que 100 ° C, pois a pressão é me nor que n o nível
do mar.
A temperatura de mudança de fase de uma substância alte ra -se quando a
pressão a que ela está sub metida varia. Analis aremos a influ ência da pressão na
mudança de fase de uma substância pura. A influência da pressão na temperatura de
mudança de f ase de uma substância pura é normalmente representada em um
diagrama (P x T), chamado de diagrama de f ase. O diagrama d e f ase é constituído
por três curvas que se unem em um único ponto e dividem o plano em três regiões
distintas: região em que encontramos a sub stância na fase sólida, região da
substância na fase líquida e região em que observamos a substância na fase de
vapor.
Figura 1: Diagrama de fase
Pelo gráfico, verificamos que cada curva representa a situação de equilíbri o
entre duas fases d e uma mesma substânc ia pura e seus pontos indicam
temperaturas e pressões , em equilíbrio, as duas fases.