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PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA |
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É possível elevar a temperatura de um sistema pela adição de calor (energia térmica) mas também efetuando-se trabalho sobre ele.
A experiência consistia tão somente em suspender os dois corpos pesados, por meio da carretilha, e depois liberá-la. Os corpos, atraídos pela Terra, caíam, fazendo a carretilha girar. Esse movimento se transmitia à haste metálica e dessa maneira as pás giravam no interior da água. Como conseqüência do movimento das pás a temperatura do líquido se elevava, o que era indicado pelo termômetro. Sabendo a altura de queda dos corpos Joule pôde calcular a quantidade de energia que, fornecida à água, era responsável pela elevação da temperatura. A fim de conseguir resultados mais satisfatórios, já que a elevação da temperatura da água era pequena, Joule repetiu a queda dos corpos dezenas de vezes seguidas. Finalmente ele concluiu que 1 caloria-grama é equivalente a 4,186 newton-metro (1 caloria-grama é a quantidade de calor necessária para elevar 1g de água de 14,50C a 15,50C). Assim o equivalente mecânico do calor é 4,186 N.m/cal.g. Há outras maneiras de efetuar o trabalho sobre o sistema. Podemos por exemplo colocar essa massa de água numa caixa fechada, elevá-la a uma certa altura e depois deixar ela cair efetuando uma colisão inelástica com a superfície. Independentemente do método, observa-se que são iguais as quantidades de trabalho que provocam uma certa variação de temperatura. Pela conservação de energia, o trabalho efetuado sobre o sistema contribui para a elevação da energia interna do sistema em questão.
Definição O calor recebido por um sistema é igual à soma entre a variação da energia interna do sistema e o trabalho efetuado pelo sistema. Observe a figura que segue:
É hora de praticar e fazer os exercícios propostos! |
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Referências
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APRENDIZAGEM
SIGNIFICATIVA DE TERMODINÂMICA Desenvolvido por Daniel Schulz - UFRGS - 2009 |