Física 1 - Termodinâmica - Apost. 3 - Módulo 1.
Autor: Luana Brito | Publicado: 2011-05-24T17:02:00-07:00

Energia InternaAs partículas de um sistema têm vários tipos de energia, e a soma de todas elas é o que chamamos Energia interna de um sistema. Para que este somatório seja calculado, são  consideradas as energias cinéticas de agitação , potencial de agregação,  de ligação e nuclear entre as partículas.Nem todas estas energias consideradas são  térmicas. Ao ser fornecida a um corpo energia térmica, provoca-se uma  variação na energia interna deste corpo. Esta variação é no que se  baseiam os princípios da termodinâmica.Se o sistema em que a energia interna está  sofrendo variação for um gás perfeito, a energia interna será resumida  na energia de translação de suas partículas, sendo calculada através da Lei de Joule:Onde:U: energia interna do gás;n: número de mol do gás;R: constante universal dos gases perfeitos;T: temperatura absoluta (kelvin).
Como, para determinada massa de gás, n e R são constantes, a variação da energia interna dependerá da variação da temperatura absoluta do gás, ou seja, 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.
Conhecendo a equação de Clapeyron, é possível compará-la a equação descrita na Lei de Joule, e assim obteremos:Trabalho de um gás
Considere um gás de massa m contido em um cilindro com área de base A, provido de um êmbolo. Ao ser fornecida uma quantidade de calor Q  ao sistema, este sofrerá uma expansão, sob pressão constante, como é  garantido pela Lei de Gay-Lussac, e o êmbolo será deslocado.
Assim como para os sistemas mecânicos, o  trabalho do sistema será dado pelo produto da força aplicada no êmbolo  com o deslocamento do êmbolo no cilindro:Assim, o trabalho realizado por um sistema, em  uma tranformação com pressão constante, é dado pelo produto entre a  pressão e a variação do volume do gás.Quando:o volume aumenta no sistema, o trabalho é positivo, ou  seja, é realizado sobre o meio em que se encontra (como por exemplo  empurrando o êmbolo contra seu próprio peso);
o volume diminui no sistema, o trabalho é negativo, ou seja, é necessário que o sistema receba um trabalho do meio externo;
o volume não é alterado, não há realização de trabalho pelo sistema.
Diagrama p x V
É possível representar a tranformação isobárica de um gás através de um diagrama pressão por volume:Comparando o diagrama à expressão do cálculo do trabalho realizado por um gás , é possível verificar que o trabalho realizado é numericamente igual à area sob a curva do gráfico (em azul na figura).
Com esta verificação é possível encontrar o  trabalho realizado por um gás com pressão variável durante sua  tranformação, que é calculado usando esta conclusão, através de um  método de nível acadêmico de cálculo integral, que consiste em uma  aproximação dividindo toda a área sob o gráfico em pequenos retângulos e  trapézios.
1ª Lei da Termodinâmica
Chamamos de 1ª Lei da Termodinâmica, o princípio da conservação de energia  aplicada à termodinâmica, o que torna possível prever o comportamento  de um sistema gasoso ao sofrer uma transformação termodinâmica.Analisando o princípio da conservação de energia ao contexto da termodinâmica:Um sistema não pode criar ou consumir energia,  mas apenas armazená-la ou transferi-la ao meio onde se encontra, como  trabalho, ou ambas as situações simultaneamente, então, ao receber uma  quantidade Q de calor, esta poderá realizar um trabalho  e aumentar a energia interna do sistema ΔU, ou seja, expressando matematicamente:Sendo todas as unidades medidas em Joule (J).Conhecendo esta lei, podemos observar seu comportamento para cada uma das grandezas apresentadas:
             Calor             Trabalho             Energia Interna             Q//ΔU           
             Recebe             Realiza             Aumenta             &gt;0           
             Cede             Recebe             Diminui             &lt;0           
             não troca             não realiza e nem recebe             não varia             =0           

Exemplo:(1) Ao receber uma quantidade de calor Q=50J,  um gás realiza um trabalho igual a 12J, sabendo que a Energia interna do  sistema antes de receber calor era U=100J, qual será esta energia após o  recebimento?
Fonte: sofisica.com.br