Conservação de energia:
Explique com suas próprias palavras o que diz a Primeira Lei da Termodinâmica.
Explique com suas próprias palavras o que diz a Primeira Lei da Termodinâmica.
Passo 1
O enunciado pede para a gente explicar, com nossas próprias palavras, o que diz a Primeira Lei da Termodinâmica.
Conteúdo: Termodinâmica (conservação de energia).
O que vamos precisar: entender o que é energia interna (U), calor (Q) e trabalho (W), e como eles se relacionam.
Conteúdo: Termodinâmica (conservação de energia).
O que vamos precisar: entender o que é energia interna (U), calor (Q) e trabalho (W), e como eles se relacionam.
Passo 2
Antes de mais nada, vamo revisar cada termo:
- Energia interna (U): é toda a energia “dentro” do sistema (agitação molecular, ligações químicas etc.).
- Calor (Q): é energia trocada devido à diferença de temperatura entre sistema e vizinhança. Se o sistema recebe calor, Q > 0; se cede, Q < 0.
- Trabalho (W): é energia trocada quando algo “empurra” ou “é deslocado” pelo sistema (como um pistão). Se o sistema faz trabalho sobre o ambiente, W > 0; se o ambiente faz trabalho sobre o sistema, W < 0.
Passo 3
A Primeira Lei da Termodinâmica diz, em forma de fórmula, que a variação da energia interna ΔU é igual ao calor fornecido ao sistema menos o trabalho que ele realiza:
Isso expressa a conservação de energia: tudo que entra ou sai do sistema aparece na energia interna.
Passo 4
Agora, em miúdos:
- Se eu aqueço um gás (Q positivo), sua energia interna aumenta (ΔU > 0) ou ele faz mais trabalho (W) empurrando um pistão.
- Se o gás faz trabalho empurrando o pistão (W positivo), ele gasta parte da sua energia interna, então ΔU diminui.
- Se eu esfriar o gás (Q negativo), a energia interna cai, e talvez o gás faça menos trabalho ou receba trabalho do ambiente.
Resposta
A Primeira Lei da Termodinâmica afirma que a energia não se cria nem se destrói dentro de um sistema isolado: a variação da energia interna (ΔU) é justamente o calor que o sistema recebe (Q) menos o trabalho que ele exerce sobre o ambiente (W), ou seja,
Em palavras: toda energia que entra ou sai do sistema aparece na sua energia interna.