Fale sobre a convenção de sinais da primeira lei da termodinâmica.
Passo 1
Beleza, vamos falar sobre a convenção de sinais da primeira lei da termodinâmica. A primeira lei é fundamental em termodinâmica e trata da conservação de energia em sistemas. Para entender e aplicar essa lei, precisamos saber como os sinais (positivo e negativo) são atribuídos a diferentes termos, como trabalho e calor.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a primeira lei da termodinâmica, que pode ser expressa pela fórmula:
Aqui, $ \Delta U $ é a variação da energia interna do sistema, $ Q $ é o calor transferido e $ W $ é o trabalho realizado.
Passo 3
Convenção de sinais para o calor (Q):
- $ Q > 0 $: O sistema absorve calor do ambiente.
- $ Q < 0 $: O sistema libera calor para o ambiente.
Essa convenção ajuda a determinar se o sistema está ganhando ou perdendo energia através do calor.
Passo 4
Convenção de sinais para o trabalho (W):
- $ W > 0 $: Trabalho é realizado sobre o sistema. Por exemplo, comprimir um gás.
- $ W < 0 $: Trabalho é realizado pelo sistema. Por exemplo, um gás se expandindo e empurrando um pistão.
Essa distinção é importante para saber se o sistema está recebendo ou entregando energia mecânica.
Passo 5
Vamos ver um exemplo rápido para fixar:
- Se um gás dentro de um pistão absorve 500 J de calor ($ Q = +500 $ J) e realiza 200 J de trabalho ($ W = -200 $ J), a variação da energia interna será:
Isso significa que a energia interna do gás aumentou.
Resposta
A convenção de sinais da primeira lei da termodinâmica estabelece que o calor absorvido pelo sistema ($ Q > 0
W > 0
Q < 0
W < 0 $) são considerados negativos. Essa convenção facilita a aplicação da primeira lei, que relaciona a variação da energia interna do sistema com o calor trocado e o trabalho realizado.