Existem duas formas de expressão matemática do primeiro principio. A primeira baseada na energia interna do sistema
A outra forma de apresentação se baseia na entalpia do sistema
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
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,
Neste caso,
Inserindo no primeiro princípio resulta
A primeira parcela no membro a direita é o calor sensível e a segunda parcela o calor de reação. Então definindo
como sendo o calor específico a volume constante e
como sendo o calor de reação a volume constante da diferencial da primeira lei fica
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.
Como
resulta
Procedendo como no caso anterior o primeiro principio a P constante fica
Fazendo
fica definido o calor específico a pressão constante e fazendo
fica definido o calor de reação a pressão constante. Inserindo na forma entálpica do primeiro princípio resulta finalmente
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.
Nenhum comentário:
Postar um comentário