TD 018 - Primeiro princípio: Efeitos térmicos

Considere o primeiro principio baseado na energia interna (vide o primeiro principio):

Ele se aplica para todos os sistemas fechados mesmo se nele ocorrer uma reação química. Pode ser quantas reações forem necessárias ou nenhuma, mas, por enquanto basta uma

Para haver uma reação o sistema precisa ser multicomponente e C é o número de componentes.

Observando a formula do primeiro principio, constata-se que V surge como variável independente natural, o mesmo acontecendo com a temperatura T que rege a transferência de calor entre o sistema e sua vizinhança. A ocorrência de uma reação no sistema obriga que o grau de avanço da reação também deva ser incluido. Neste caso,

A diferencial da energia interna é dada por:

Inserindo no primeiro principio resulta

As seguintes situações são possíveis:

1. Processo isocórico (dV = 0) sem reação (dX = 0)

ou melhor

Neste caso Cv é o calor especifico a volume constante na ausência de reação.

2. Processo isotérmico (dT = 0) sem reação (dX = 0)

Dividindo por V resulta

Este coeficiente térmico corresponde ao calor liberado por unidade de variação de volume do sistema.

3. Processo isotérmico (dT = 0) e isocórico (dV = 0) com reação

Dividindo por dX resulta

Este é o calor de reação a volume e temperatura constantes.