A 1ª Lei da Termodinâmica é um princípio geral que leva em conta a variação de energia interna de um sistema quando ele, durante um processo, troca...

A 1ª Lei da Termodinâmica é um princípio geral que leva em conta a variação de energia interna de um sistema quando ele, durante um processo, troca energia com a sua vizinhança. Para explicar isso, vamos analisar um exemplo numérico envolvendo o balanço de energia de um gás dentro de um cilindro com êmbolo. Inicialmente (estado 1), o êmbolo está em repouso. Nessa condição, digamos que a energia interna do gás é U1 = 1 000 J. Agora, considere que o gás seja aquecido por uma fonte quente, recebendo, ao longo de alguns segundos, uma quantidade de calor Q = 400 J. A energia interna não irá aumentar para 1 400 J, pois o gás, ao ser aquecido, se expande, realizando um trabalho sobre a vizinhança. Digamos que esse trabalho seja W = 100 J. Desse modo, durante o processo, o gás recebe 400 J de energia na forma de calor, mas despende uma energia de 100 J na forma de trabalho. O resultado é que o gás recebe uma energia líquida de +300 J. Esse é o valor que devemos somar à energia interna inicial do gás, de maneira que a energia interna final do sistema seja U2 = 1 300 J. Observe que a variação na energia interna do gás, ∆U = U2 – U1, é igual à diferença Q – W. Assim, matematicamente, a 1ª Lei da Termodinâmica é escrita da seguinte forma: ∆U = Q – W. Pensando bem, a equação anterior é bastante semelhante ao balanço financeiro que uma empresa, ou uma pessoa física, faz no final de cada mês: Saldo = Receitas – Despesas. Da mesma forma que o saldo é o resultado dos aportes (receitas) e das retiradas (despesas) financeiras de uma entidade, a variação da energia interna é fruto das entradas e das saídas de energia em um sistema. Assim, não há criação de energia, há conservação da energia total. A 1ª Lei da Termodinâmica nada mais é do que o Princípio da Conservação da Energia aplicado a sistemas térmicos. Os sinais de Q, W e ∆U. No exemplo numérico apresentado anteriormente, os sinais de Q, W e ∆U foram