De acordo com o material, qual é a convenção de sinais adotada para Calor ($Q$) e Trabalho (W) em relação ao sistema?
Passo 1
O enunciado pergunta exatamente: “Qual é a convenção de sinais adotada para Calor (
) e Trabalho (
) em relação ao sistema?”
Informações disponíveis: só a pergunta. Vou responder indicando claramente o sinal de e de
e como eles aparecem na Primeira Lei da Termodinâmica, com exemplos numéricos e a alternativa de convenção que às vezes aparece.
Informações disponíveis: só a pergunta. Vou responder indicando claramente o sinal de
Passo 2
O que significa “sinal” para
(calor)?
- A convenção adotada aqui é:
quando calor entra no sistema e quando calor sai do sistema.
Explicação didática: calor é energia transferida por diferença de temperatura. Se a vizinhança aquece o sistema, energia entra — escrevemos. Se o sistema perde calor para o ambiente, escrevemos . Pense assim: “positivo = entra energia no sistema”.
Passo 3
O que significa “sinal” para
(trabalho)?
- A convenção usada aqui é:
quando o sistema realiza trabalho sobre o entorno (por exemplo, uma expansão que empurra um pistão), e quando trabalho é realizado sobre o sistema (por exemplo, compressão).
Explicação didática: trabalho é energia que sai ou entra por força deslocamento. Se o sistema empurra o ambiente, ele fornece energia para fora — isso é contado como. Logo, nessa convenção o trabalho positivo representa saída de energia do sistema.
Passo 4
Ligando
e
à variação da energia interna: a Primeira Lei.
- Com as convenções acima, a Primeira Lei fica:
Aqui:
-
é a variação da energia interna do sistema (positivo se aumenta). -
é o calor recebido pelo sistema (positivo se entra). -
é o trabalho realizado pelo sistema (positivo se sai energia por trabalho).
Interpretação: a energia interna aumenta com calor recebido e diminui com trabalho realizado pelo sistema.
Passo 5
Exemplo numérico passo a passo (pra ficar bem claro):
Suponha que o sistema recebe J de calor e realiza trabalho
J sobre o entorno. Aplicando a Primeira Lei:
Suponha que o sistema recebe
Interpretação: o sistema ganhou
J de energia interna (porque recebeu 200 J mas gastou 50 J fazendo trabalho).
Passo 6
Sobre a outra convenção (engenharia) — atenção no exame!
- Alguns livros/engenheiros adotam a convenção oposta para trabalho: definem
quando o trabalho é feito sobre o sistema. Nesse caso a Primeira Lei escreve-se
Relação entre as convenções:
Dica prática: sempre verifique qual forma da Primeira Lei aparece no enunciado. Se vir
, então
é trabalho realizado pelo sistema. Se vir
, então
é trabalho sobre o sistema.
Passo 7
Resumo prático para a prova e como checar:
- Lembre-se da frase: “positivo entra, negativo sai” para
. - Para
memorize: na convenção usada aqui = trabalho feito pelo sistema (energia saindo por trabalho). - Sempre procure no enunciado a forma da Primeira Lei; isso revela a convenção de trabalho adotada. Você está indo bem — revisar esses sinais é um dos melhores investimentos de tempo para evitar erros bobos!
Resposta
Primeira Lei (convenção adotada):