Energia interna é a soma das energias cinética e potencial relacionadas ao movimento dos átomos e moléculas constituintes de um corpo. A energia interna também é diretamente proporcional à temperatura do corpo. Trata-se de uma grandeza escalar medida em Joules (SI) e determinada em função de variáveis como pressão (P), volume (V) e temperatura termodinâmica (T) de um sistema, em Kelvin (K). Show
Quanto maior for a temperatura de um corpo, maior será a sua energia interna, portanto, maior será a sua capacidade de realizar algum trabalho. Além disso, a energia interna de gases monoatômicos, por exemplo, é dada exclusivamente pela soma da energia cinética de cada átomo do gás. Quando lidamos com gases moleculares, como os gases diatômicos, deve-se levar em conta as interações moleculares e, por isso, a energia interna é determinada pela soma da energia cinética das moléculas com a energia potencial existente entre elas. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Tópicos deste artigo
Energia interna de gases monoatômicos ideaisComo não existe interação entre os átomos de um gás monoatômico ideal, sua energia interna depende exclusivamente de duas variáveis: o número de mols (n) e a temperatura do gás (T). Observe:  U – energia interna Na equação acima, R tem módulo de 0,082 atm.L/mol.K ou 8,31 J/mol.K (SI). Além disso, podemos escrever a equação acima em termos de outras grandezas, como a pressão e o volume. Para tanto, precisamos recordar a Equação de Clapeyron, usada para os gases ideais. Substituindo a equação acima na anterior, teremos a seguinte expressão para o cálculo da energia interna: Veja também: O que é um gás perfeito? Levando-se em conta as equações acima, é possível determinar uma relação entre a energia cinética dos átomos de um gás monoatômico ideal e a sua temperatura. Para isso, afirmaremos que a energia cinética desse tipo de gás é puramente cinética. Observe: m – massa Em diversas situações, é interessante saber calcular a variação da energia interna (ΔU) de um gás, pois essa grandeza indica se o gás recebeu ou cedeu energia. Caso a variação da energia interna do gás tenha sido positiva (ΔU > 0), o gás terá recebido energia; caso contrário (ΔU< 0), o gás terá cedido parte de sua energia. Variação da energia interna em termos da variação de volume do gás. Energia interna para gases diatômicosPara os gases diatômicos ideais, a energia interna é dada por uma equação um pouco diferente. Energia interna em transformações e ciclos termodinâmicosDe acordo com a 1ª Lei da Termodinâmica, a energia interna de um gás ideal pode sofrer variações em determinadas transformações termodinâmicas, dependendo da quantidade de calor trocada entre as vizinhanças e o sistema, bem como do trabalho realizado por ou sobre o sistema. Q
– calor Em seguida, vamos conferir a forma que essa lei assume para algumas transformações termodinâmicas particulares. Veja também: História das máquinas térmicas → Energia interna: transformação isotérmicaNa transformação isotérmica, não há mudança de temperatura e, por isso, a energia interna permanece constante. Nesse caso, toda a quantidade de calor que é trocada com o sistema é transformada em trabalho e vice-versa. → Energia interna: transformação isovolumétricaNa transformação isovolumétrica, não é possível haver realização de trabalho, uma vez que o sistema encontra-se confinado em um recipiente rígido e inexpansível. Nesse caso, toda a quantidade de calor que é trocada com o sistema varia diretamente sua energia interna. → Energia interna: transformação isobáricaNesse tipo de transformação, o sistema está submetido a uma pressão constante, logo, o trabalho por ele ou sobre ele realizado pode ser calculado analiticamente. → Energia interna: transformação adiabáticaNas transformações adiabáticas, não ocorrem trocas de calor entre o sistema e a sua vizinhança, portanto, a variação da energia interna depende exclusivamente do trabalho realizado por ou sobre o sistema. Energia interna em processos cíclicosEm todo processo cíclico, o estado termodinâmico de um sistema, representado por suas variáveis pressão, volume e temperatura (P, V, T), é transformado, mas acaba retornando ao estado original (P,V,T), portanto, a variação de energia interna nesse tipo de processo é sempre nula (ΔU = 0). Veja também: Transformações cíclicas Observe o gráfico a seguir, no qual aparecem três transformações termodinâmicas distintas entre os estados A e B. Como as três transformações (I, II e III) saem do estado A e vão para o estado B, a variação de energia interna deve ser igual para todas elas, portanto: Exercícios sobre energia interna1) Dois mols de um gás diatômico ideal, de massa molar igual a 24 g/mol, encontram-se em uma temperatura de 500 K dentro de um recipiente fechado e rígido de volume igual a 10-3 m³. Determine: a) O módulo da energia interna desse gás em joules. b) A pressão que o gás exerce sobre as paredes do recipiente. Resolução: a) Em se tratando de um gás diatômico e ideal, utilizaremos a fórmula abaixo para calcular sua energia interna: Tomando os dados que foram informados no enunciado do exercício, teremos o seguinte cálculo a ser resolvido: b) Podemos determinar a pressão que o gás exerce, uma vez que conhecemos o volume do seu recipiente: 10-3 m³. Para tanto, usaremos a fórmula a seguir: Por Me.Rafael Helerbrock Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre o qual é realizado um trabalho de 100j durante uma compressão isotérmica?A variação de energia interna de um gás ideal durante uma compressão isotérmica é nula.
Qual a variação da energia interna de um gás ideal?Quando houver aumento da temperatura absoluta ocorrerá uma variação positiva da energia interna . Quando houver diminuição da temperatura absoluta, há uma variação negativa de energia interna . E quando não houver variação na temperatura do gás, a variação da energia interna será igual a zero .
Qual é a variação da energia interna do gás em uma máquina após a realização de um ciclo completo?Entretanto, como o estado final coincide com o estado inicial, a energia interna final é igual à energia interna inicial e, consequentemente, a variação da energia interna durante a realização de um ciclo completo é sempre nula.
Quando um gás recebe 400 J de calor é realiza um trabalho de 250 J sua energia interna sofre um aumento de 150 j?( ) Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J, sua energia interna sofre um aumento de 150 J. Todas as proposições são verdadeiras. 1ª. O conceito de máquina térmica compreende as transformações cíclicas de seu funcionamento.
|
Qual é a variação de energia interna de um gás ideal sobre a qual é realizado um trabalho de 80J durante uma compressão Adiabática * 1 ponto a 80 JB 40 JC zero d 40 j?
Postagens relacionadas
direito autoral © 2024 nguoilontuoi Inc.
