Whatsapp icon Whatsapp

Lei de Joule para os gases perfeitos

James Prescott Joule estudou a relação da variação de energia interna de um gás ideal
James Prescott Joule estudou a relação da variação de energia interna de um gás ideal

Podemos dizer que é difícil conceituar energia. Pois a energia está presente em todos os processos da Física e também em todas as categorias de processos da natureza. A energia está associada a relações entre corpos e referenciais, à realização de trabalho mecânico, às trocas de calor, ao transporte de informação e muitas outras situações.

Vimos que a Termologia se interessa pelas relações existentes entre as trocas de calor entre os corpos e as conversões de energia ligadas à realização de trabalho. Ela também se interessa pela energia interna, ou seja, a energia que está ligada ao sistema. Essa energia depende exclusivamente do estado em que se encontra o sistema.

Em relação ao estudo dos gases, a energia interna corresponde ao somatório de várias parcelas de energia, como, por exemplo, a energia cinética média de translação das moléculas, a energia cinética de translação e rotação, etc.

A teoria cinética dos gases ideais propõe que a energia cinética média de translação de cada molécula se relaciona com a temperatura absoluta da amostra por meio da equação:

Para esse modelo simples, desprezando as demais energias, como a energia de rotação, vibração, etc., a energia interna U da amostra com N partículas será o somatório de todas as energias das partículas, ou seja:

Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

Em que n =  é o número de mols da amostra. Observe que a energia interna da amostra depende exclusivamente de sua temperatura termodinâmica. Assim, para os gases ideais monoatômicos, a variação da energia interna (ΔU) é determinada pela variação da energia cinética total de suas moléculas.

Essa conclusão a respeito da variação de energia interna do gás constitui a Lei de Joule para os gases perfeitos. O estudo matemático da equação nos leva às seguintes possibilidades:

- Se , a energia interna (U) do gás aumenta
- Se
, a energia interna (U) do gás diminui
- Se
, a energia interna (U) do gás permanece constante

Publicado por Domiciano Correa Marques da Silva

Artigos Relacionados

Eficiência de uma máquina térmica cíclica
Eficiência de uma máquina térmica é a razão do trabalho efetuado pelo calor recebido da fonte quente.
video icon
Professora ao lado do texto"Modo subjuntivo: tempos verbais e conjugação".
Português
Modo subjuntivo: tempos verbais e conjugação
Nesta videoaula, analisaremos cuidadosamente o emprego do modo subjuntivo, o qual expressa, em uma oração subordinada, sentimento, hipótese, probabilidade ou incerteza. Esse é um modo verbal cujos tempos simples e compostos demonstram valores diversificados. Não deixe de assistir!

Outras matérias

Biologia
Matemática
Geografia
Física
Vídeos
video icon
Pessoa com as pernas na água
Saúde e bem-estar
Leptospirose
Foco de enchentes pode causar a doença. Assista à videoaula e entenda!
video icon
fone de ouvido, bandeira do reino unido e caderno escrito "ingles"
Gramática
Inglês
Que tal conhecer os três verbos mais usados na língua inglesa?
video icon
três dedos levantados
Matemática
Regra de três
Com essa aula você revisará tudo sobre a regra de três simples.