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A primeira lei para processos adiabáticos

Diagrama da pressão versus volume
Diagrama da pressão versus volume

Nos estudos sobre termologia, vemos que em um processo adiabático não ocorre transferência de calor entre o meio e o sistema. Este tipo de situação é muito comum em sistemas isolados, como uma garrafa térmica ou um gás que se expande livremente, ou processos muito rápidos durante os quais não há tempo para o sistema trocar calor com o meio. A figura acima mostra o diagrama P x V para um processo adiabático.

Como não há a troca de calor, Q = 0, a Primeira Lei fica:

Q=τ+∆U
como Q=0,temos ∆U=-τ

A soma do trabalho efetuado pelo sistema com a sua energia interna é zero. Neste caso, se o volume do sistema aumentar, ou seja, se o trabalho for positivo, a sua energia deve diminuir, portanto, sua temperatura diminui. Um gás em expansão livre irá baixar sua temperatura e sua pressão.

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Para um gás ideal monoatômico em um processo adiabático, a variação da energia interna será:

E o trabalho será:

τ=-∆U

Se o gás se expandir adiabaticamente, como ocorre com o gás que sai pela válvula de um spray, por exemplo, o trabalho τ é positivo (volume aumenta), portanto ΔT deve ser negativo, ou seja, a temperatura diminui. Por isso, a temperatura de um jato de spray é menor do que a temperatura do ambiente

Publicado por Domiciano Correa Marques da Silva

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