Termodinâmica

Transformações gasosas, 1ª Lei da Termodinâmica e Ciclo de Carnot (gás ideal monoatômico, n mol).

Transformação

Pressão inicial P: 200 kPaVolume inicial V: 10.0 Lmol de gás n: 1Razão Vf/Vi: ×2.00

Ti calculada: 241 K (-32 °C)

Área verde sob a curva = trabalho realizado pelo gás (W)

1ª Lei da Termodinâmica

ΔU = Q − W

Trabalho (W)1.386,3 J

Calor trocado (Q)1.386,3 J

Variação de energia interna (ΔU)0,0 J

Temperatura final241 K

Pressão final100,0 kPa

Volume final20.0 L

Convenção: W > 0 = gás se expande e realiza trabalho sobre o meio; Q > 0 = gás recebe calor.

T quente: 600 KT fria: 300 K

η = 1 − Tfria/Tquente

η = 50.0%

Numa transformação adiabática não há troca de calor (Q = 0): a expansão rápida do gás faz ele se resfriar (ex.: desodorante aerossol fica gelado ao usar).
Isocórica (volume constante): o gás não realiza trabalho (W = 0), todo o calor vira variação de energia interna.
Nenhuma máquina térmica real atinge o rendimento de Carnot — ele é o limite teórico máximo entre duas temperaturas.