Você sabe o que é Termodinâmica e o que dizem suas 4 leis? Entender a Termodinâmica é fundamental não apenas para ir bem nas provas de Física. Esse é um campo que impacta diretamente nossas vidas, sobretudo o setor industrial. Por isso, vamos conhecer as 4 leis da Termodinâmica e aprender um pouco mais sobre essa matéria tão importante. Acompanhe!
O que é Termodinâmica?
Antes de vermos as 4 leis da Termodinâmica, vamos entender do que ela se trata.
Termodinâmica é uma palavra que tem origem na junção de dois termos gregos: therme, que significa calor, e dynamis, que significa potência ou força. A partir daí, podemos entender, portanto, que a Termodinâmica é o campo da Física que estuda as transformações de energia em sistemas macroscópicos.
Assim, a Termodinâmica trata dos fenômenos que envolvem conceitos como calor, temperatura, pressão e volume, estudando como essas variáveis interferem em sistemas físicos, além de relações como troca de calor e de trabalho entre um sistema e um meio externo.
Alguns conceitos importantes da Termodinâmica
Para entendermos as 4 leis da Termodinâmica, é preciso compreender alguns conceitos importantes. São eles:
- Sistema termodinâmico: toda região do espaço em que há um ou mais corpos que se relacionam e que é separado das suas vizinhanças por alguma fronteira;
- Calor: energia térmica transferida entre dois sistemas termodinâmicos que estejam em contato – sempre do mais quente para o mais frio;
- Temperatura: manifestação macroscópica da energia cinética dos átomos ou moléculas, ou seja, o grau de agitação dessas partículas;
- Energia interna: grandeza física que permite medir como ocorrem as transformações dos gases. Trata-se da relação entre a variação de temperatura e a energia cinética das partículas;
- Equilíbrio termodinâmico: é a condição em que o sistema não apresenta tendência para uma mudança espontânea de estado termodinâmico. Ou seja, o sistema só mudará seu estado se sofrer alguma influência;
- Estado termodinâmico: trata-se de um conjunto de variáveis que ajudam a descrever as condições de um sistema, como pressão, volume e temperatura;
- Trabalho: troca de energia entre dois sistemas termodinâmicos.
Lei Zero da Termodinâmica
A Lei Zero da Termodinâmica recebe este nome porque, mesmo tendo surgido após as primeiras leis, ela estabelece conceitos considerados fundamentais para todas as outras. Esta lei define o seguinte: “se dois sistemas estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico um com o outro”.
Segundo esse enunciado, se tivermos três corpos – A, B e C – e eles estiverem em contato térmico entre si, é seguro afirmar que se o corpo A estiver em equilíbrio térmico com o corpo B, então o corpo C estará em equilíbrio com ambos. Dessa forma, as temperaturas de A, B e C serão iguais e já não mais haverá trocas de calor entre os corpos.
Primeira Lei da Termodinâmica
A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece o princípio da conservação de energia e trata da relação entre calor, trabalho e energia interna. De acordo com essa lei, em um processo termodinâmico, toda a energia que é transferida para um corpo é conservada e se transforma em energia interna. E, outras palavras, o que é estabelecido é que a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.
Dessa forma, a variação de energia interna (ΔU) em um sistema é medida pela diferença entre o calor por ele trocado (Q) e a quantidade de trabalho realizado sobre ou por ele (W). Assim, a fórmula que define a Primeira Lei da Termodinâmica é a seguinte: ΔU = Q − W
Segunda Lei da Termodinâmica
A Segunda Lei da Termodinâmica estabelece a impossibilidade de o calor fluir de um corpo frio para um corpo quente, a não ser que haja trabalho. Isso quer dizer que, em um sistema, nem todo o calor se transforma em trabalho e uma parte é perdida. Portanto, a lei define que a energia cinética pode ser transformada integralmente em energia térmica, mas nega que seja possível o fenômeno contrário.
Outro conceito importante estabelecido pela Segunda Lei da Termodinâmica é a grande física da entropia, que é o nível de desorganização de um sistema. De acordo com a lei, em um sistema fechado, a entropia nunca diminui. Pelo contrário, ela tende a aumentar até alcançar um limite máximo.
Terceira Lei da Termodinâmica
Por fim, a Terceira Lei da Termodinâmica trata da relação entre temperatura, calor e entropia. Da interação entre essas três grandezas, essa lei estabelece o que é conhecido com o limite inferior da temperatura de um sistema: o zero absoluto.
Segundo a Terceira Lei da Termodinâmica, quando um sistema se aproxima do zero absoluto, a entropia, ou seja, o nível de desorganização do sistema chega ao seu valor mínimo e, assim, todos os processos param. Vale destacar, porém, que, para a Ciência, o zero absoluto é uma temperatura inatingível.
–
Quer se aprofundar neste e em mais temas da Física para arrasar nas estaduais de São Paulo, Enem e demais provas? Então acesse o meu site e inscreva-se em um dos meus cursos!
Tem dúvidas de como funciona a minha plataforma e a minha metodologia de ensino? Clique aqui e acesse gratuitamente os módulos de Cinemática e Óptica do meu SEMIEXTENSIVO exclusivo para FUVEST, UNICAMP, UNESP E UNIFESP. Tenho certeza que vai mudar a sua vida.
Me acompanhe nas redes sociais: curta a minha página no Facebook, me siga no Instagram, se inscreva no Youtube e participe do meu canal oficial no Telegram.
