terça-feira, 4 de maio de 2010

TD019 – Coeficientes térmicos

Existem duas formas de expressão matemática do primeiro principio. A primeira baseada na energia interna do sistema

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A outra forma de apresentação se baseia na entalpia do sistema

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Nestas expressões, E, a energia livre e, H, a entalpia, são funções de estado. Esta é uma consequencia do enunciado do primeiro princípio e da definição de entalpia.

Considerando a primeira forma de apresentação, nos processos isocóricos, onde V é constante, o calor permutado entre o sistema e sua vizinhança é

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Isso significa que o calor absorvido ou liberado pelo sistema é igual a variação da energia interna e só depende do estado inicial e final do sistema. Isso simplifica muito o cálculo, pois, em geral, o calor depende da forma como o processo termodinâmico é conduzidoi entre os estados inicial e final.

Relembrando, as duas expressões do primeiro principio acima só valem para sistemas fechados. Os sistemas fechados são aqueles que não permutam matéria com o ambiente, mas permutam energia. Isso significa que a massa do sistema não varia. Nos sistemas multicomponentes a composição pode variar, mas só se houver reação ocorrendo no sistema. Então, nos sistemas onde V é constante,

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Neste caso,

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Inserindo no primeiro princípio resulta

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A primeira parcela no membro a direita é o calor sensível e a segunda parcela o calor de reação. Então definindo

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como sendo o calor específico a volume constante e

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como sendo o calor de reação a volume constante da diferencial da primeira lei fica

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O calor especifico a V constante e o calor de reação a V constante são os coeficiente térmicos a V constante. Eles serão abordados na próxima inserção do blog.

Considerando a forma entalpica do primeiro princípio a pressão constante resulta.

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Como

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resulta

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Procedendo como no caso anterior o primeiro principio a P constante fica

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Fazendo

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fica definido o calor específico a pressão constante e fazendo

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fica definido o calor de reação a pressão constante. Inserindo na forma entálpica do primeiro princípio resulta finalmente

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O calor específico a P constante e o calor de reação a P constante são os coeficientes térmicos a P constante. Estes coeficientes são muito importantes que justificam que varias inserções sejam feitas sobre eles.

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