Energia interna de um sistema (U) é a soma das energias cinética e potencial das partículas que constituem um gás. Para um gás ideal como não existe interação entre as moléculas, a energia interna é somente a energia cinética. ...
Quando lidamos com gases moleculares, como os gases diatômicos, deve-se levar em conta as interações moleculares e, por isso, a energia interna é determinada pela soma da energia cinética das moléculas com a energia potencial existente entre elas.
Sendo assim, podemos concluir que a variação da energia interna de um gás será positiva (ΔU > 0) quando a sua temperatura aumentar e negativa (ΔU < 0) quando a sua temperatura diminuir.
A energia interna de um sistema pode ser aumentada pela introdução de matéria, pelo calor ou pelo trabalho termodinâmico neste.
O trabalho de um gás em uma transformação isobárica pode ser calculado pelo produto entre a força e a variação de volume desse gás após ser submetido a uma fonte de calor. A Termodinâmica é a área da Física que estuda as relações entre a energia térmica e a energia mecânica.
– Em um gás ideal monoatômico, as partículas (átomos) apenas apresentam movimento de translação. – Em um gás ideal diatômico, as moléculas apresentam movimento de translação do centro de massa, além de rotação e vibração em torno do CM.
A compressão adiabática ocorre, portanto, quando um gás sofre uma diminuição em seu volume e, consequentemente, um aumento em sua pressão sem que se realizem trocas de calor com suas vizinhanças. ... Dessa forma, a temperatura do gás tende a cair rapidamente, mesmo sem haver trocas de calor entre o gás e o meio.
As transformações podem ser isobáricas, quando a pressão é constante, variando volume e temperatura; isotérmica, quando a temperatura é constante, variando pressão e volume; isocórica ou isovolumétrica, quando o volume é constante, variando pressão e temperatura; e adiabática, quando não há troca de calor com o meio ...
“A variação da energia cinética de um corpo equivale ao trabalho total realizado sobre ele”. Em que ΔEC é encontrada subtraindo a energia cinética inicial do corpo da final. Em que m é a massa do corpo em estudo, vf a sua velocidade final e vi a sua velocidade inicial.
Hoje sabe-se que a energia interna de um gás real depende da pressão ou do volume, assim como da temperatura. Entretanto, a dependência da pressão e do volume é muito pequena, e a dependência com a temperatura é muito alta.
Desta forma quando temos o valor da temperatura e o número de mols podemos determinar a energia interna de um gás ideal. Supomos então que um mol de um gás ideal monoatômico esteja com uma temperatura de 300 K, assim sua energia interna será:
Para um gás ideal monoatômico temos a equação acima. Podemos dizer que para um gás ideal a sua energia interna só depende da temperatura e do número de mols. Desta forma quando temos o valor da temperatura e o número de mols podemos determinar a energia interna de um gás ideal.
Caso a variação da energia interna do gás tenha sido positiva (ΔU > 0), o gás terá recebido energia; caso contrário (ΔU< 0), o gás terá cedido parte de sua energia. Variação da energia interna em termos da variação de volume do gás.
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