{"id":72718,"date":"2022-08-01T07:00:00","date_gmt":"2022-08-01T10:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=72718"},"modified":"2024-09-26T10:05:25","modified_gmt":"2024-09-26T13:05:25","slug":"primeira-lei-da-termodinamica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/","title":{"rendered":"Primeira Lei da Termodin\u00e2mica: defini\u00e7\u00e3o, f\u00f3rmula e quest\u00f5es de vestibulares"},"content":{"rendered":"<p>A Primeira Lei da Termodin&acirc;mica parte do princ&iacute;pio de conserva&ccedil;&atilde;o de energia em um sistema termodin&acirc;mico. Por meio de f&oacute;rmulas matem&aacute;ticas e embasamento te&oacute;rico, essa lei versa sobre a varia&ccedil;&atilde;o da energia interna de um sistema, depois que ele realizou trabalho, tamb&eacute;m mensurando a quantidade de calor absorvida.&nbsp;<p>Continue lendo este artigo e entenda melhor a defini&ccedil;&atilde;o e as aplica&ccedil;&otilde;es da Primeira Lei da Termodin&acirc;mica, tanto em termos de f&oacute;rmula, como em quest&otilde;es de vestibulares que cobram esse tema.&nbsp;<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/#Como-e-a-Primeira-Lei-da-Termodinamica\" >Como &eacute; a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica?<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/#Formula-da-1a-Lei-da-Termodinamica\" >F&oacute;rmula da 1&ordf; Lei da Termodin&acirc;mica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/#Tabela-para-a-Primeira-Lei-da-Termodinamica\" >Tabela para a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/#Questao-de-vestibular-sobre-a-1a-Lei-da-Termodinamica\" >Quest&atilde;o de vestibular sobre a 1&ordf; Lei da Termodin&acirc;mica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/#Treine-questoes-de-fisica-para-o-vestibular\" >Treine quest&otilde;es de f&iacute;sica para o vestibular!<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/primeira-lei-da-termodinamica\/#Veja-tambem\" >Veja tamb&eacute;m:<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-como-e-a-primeira-lei-da-termodinamica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Como-e-a-Primeira-Lei-da-Termodinamica\"><\/span>Como &eacute; a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Para entender melhor a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica, &eacute; preciso ter em mente o Princ&iacute;pio da Conserva&ccedil;&atilde;o das Energia, muito importante para diversas &aacute;reas da F&iacute;sica.&nbsp;<\/p><p>Esse princ&iacute;pio que rege os estudos f&iacute;sicos transmite a ideia de que, em um <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/termodinamica\/\" target=\"_blank\">sistema termodin&acirc;mico<\/a>, a energia nunca &ldquo;some&rdquo;: ela pode ser perdida para o meio em que se encontra, absorvida ou transformada por um corpo, mas sempre se mant&eacute;m na mesma quantidade.<\/p><p>A partir disso, a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica aparece com uma formula&ccedil;&atilde;o matem&aacute;tica que resume essas informa&ccedil;&otilde;es. Ela trata de tr&ecirc;s grandes conceitos, que est&atilde;o muito presentes nas m&aacute;quinas t&eacute;rmicas: energia interna (U), trabalho (?) e calor(Q).<\/p><p>A energia interna de um corpo &eacute; aquela que est&aacute; presente no movimento e posi&ccedil;&atilde;o dos &aacute;tomos e mol&eacute;culas que o constituem.&nbsp;<\/p><p>Como sabemos da qu&iacute;mica, quando um corpo ganha temperatura, as part&iacute;culas at&ocirc;micas tornam-se mais agitadas, por isso a energia interna desse objeto estar&aacute; aumentando. Do lado oposto, quando a temperatura decresce, a movimenta&ccedil;&atilde;o dos &aacute;tomos diminui e a energia interna ser&aacute; menor.&nbsp;<\/p><p>O trabalho realizado por um corpo diz respeito a uma transfer&ecirc;ncia de energia com gera&ccedil;&atilde;o de uma for&ccedil;a. Por exemplo, em m&aacute;quinas a vapor, o trabalho resulta na movimenta&ccedil;&atilde;o dos pist&otilde;es &mdash; causada pela expans&atilde;o do vapor dentro do sistema.&nbsp;<\/p><p>Por fim, a defini&ccedil;&atilde;o de calor &eacute; a energia em tr&acirc;nsito em um ambiente. A n&iacute;vel de vestibular, essa grandeza &eacute; estudada pela <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/calorimetria-no-enem\/\">calorimetria<\/a>, dada sua influ&ecirc;ncia nos estados f&iacute;sicos de um material, principalmente.<\/p><figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<div class=\"cs-embed cs-embed-responsive\"><iframe title=\"F&iacute;sica para ENEM: No&ccedil;&otilde;es de Termodin&acirc;mica - Prof. Lucas Costa\" width=\"1200\" height=\"675\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/57eGG4v82CY?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/div>\n<\/div><\/figure><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-formula-da-1&ordf;-lei-da-termodinamica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Formula-da-1a-Lei-da-Termodinamica\"><\/span>F&oacute;rmula da 1&ordf; Lei da Termodin&acirc;mica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Agora que voc&ecirc; j&aacute; conhece todas os conceitos fundamentais para o entendimento da Primeira Lei da Termodin&acirc;mica, veja a f&oacute;rmula que resume todas essas ideias:<\/p><p>&Delta;U = Q &ndash; ?<\/p><p>&Delta;U &eacute; a varia&ccedil;&atilde;o da energia interna, medida em calorias (cal) ou Joules (J)<\/p><p>Q &eacute; a medida do calor, nas unidades de calorias (cal) ou Joules (J)<\/p><p>? &eacute; o trabalho, tamb&eacute;m medido calorias (cal) ou Joules (J)<\/p><p>A f&oacute;rmula transmite uma s&oacute; ideia: &ldquo;A varia&ccedil;&atilde;o da energia interna de um corpo &eacute; dada pela diferen&ccedil;a entre a quantidade de calor que ele recebeu, menos a quantidade de energia que foi transferida para o meio em forma de trabalho realizado&rdquo;.<\/p><p>Para elucidar: imagine que uma m&aacute;quina t&eacute;rmica recebeu um calor de 1200J. A partir disso, foi gerado vapor, que se expandiu e movimentou um pist&atilde;o, com um trabalho de 700J.<\/p><p>Note que ainda v&atilde;o sobrar 1200 &ndash; 700 = 500J (quinhentos Joules) para o corpo. Isso significa que ele absorver&aacute; essa &ldquo;sobra&rdquo; em forma de energia interna, por isso a varia&ccedil;&atilde;o da energia interna ser&aacute; &Delta;U=500J.&nbsp;<\/p><p>Entender o que isso significa tamb&eacute;m &eacute; importante para as aplica&ccedil;&otilde;es da f&oacute;rmula da Primeira Lei da Termodin&acirc;mica:<\/p><p>Quando &Delta;U&gt;0, o corpo ficou com uma quantidade a mais de calor depois de todo o processo, ou seja, sua temperatura subiu.<\/p><p>Se &Delta;U&lt;0, significa que o corpo recebeu uma quantidade de calor menor do que o necess&aacute;rio para a realiza&ccedil;&atilde;o do trabalho. Assim, ele cedeu mais energia do que recebeu, ou seja, sua temperatura diminuiu.&nbsp;<\/p><p>Quando Q&gt;0, significa que o corpo est&aacute; absorvendo\/recebendo calor do meio externo. Entretanto, se Q&lt;0, ele est&aacute; enviando calor para o ambiente em que est&aacute; inserido.&nbsp;<\/p><p>Nos casos em que o sistema expande, o ?&gt;0 e ele est&aacute; realizando trabalho sobre o meio. Mas nas situa&ccedil;&otilde;es em que o sistema sofre contra&ccedil;&atilde;o do meio: ?&lt;0.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-tabela-para-a-primeira-lei-da-termodinamica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Tabela-para-a-Primeira-Lei-da-Termodinamica\"><\/span>Tabela para a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Veja, na tabela abaixo, um resumo sobre o comportamento de cada grandeza em situa&ccedil;&otilde;es diferentes:<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" width=\"463\" height=\"472\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/image-4.png\" alt=\"Primeira Lei da Termodin&acirc;mica - tabela de grandezas\" class=\"wp-image-72719\" style=\"width:524px;height:534px\"><\/figure><\/div><p>+ Veja tamb&eacute;m:<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/diagrama-de-fases\/\" target=\"_blank\"> Diagrama de Fases: o que &eacute; e como interpretar<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questao-de-vestibular-sobre-a-1&ordf;-lei-da-termodinamica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questao-de-vestibular-sobre-a-1a-Lei-da-Termodinamica\"><\/span>Quest&atilde;o de vestibular sobre a 1&ordf; Lei da Termodin&acirc;mica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Vamos resolver juntos uma quest&atilde;o sobre a Primeira Lei da Termodin&acirc;mica?<\/p><p>UECE 2015<\/p><p>Em um motor de carro convencional a primeira transforma&ccedil;&atilde;o de energia em trabalho ocorre dentro do cilindro que aloja o pist&atilde;o. De modo simplificado, pode-se entender esse sistema como um cilindro fechado contendo um &ecirc;mbolo m&oacute;vel, que &eacute; o pist&atilde;o. Em um dado instante a mistura ar e combust&iacute;vel sofre combust&atilde;o for&ccedil;ando os gases resultantes dessa queima a sofrerem expans&atilde;o, movimentando o pist&atilde;o ao longo do eixo do cilindro.<\/p><p>&Eacute; correto afirmar que a energia t&eacute;rmica contida nos gases imediatamente ap&oacute;s a combust&atilde;o &eacute;<\/p><p>a) parte transferida na forma de calor para o ambiente e parte convertida em energia cin&eacute;tica do pist&atilde;o.<br>b) totalmente transferida como calor para o ambiente.<br>c) totalmente convertida em trabalho sobre o pist&atilde;o.<br>d) parte convertida em trabalho sobre o pist&atilde;o e o restante convertida em energia cin&eacute;tica tamb&eacute;m do pist&atilde;o.<\/p><p>O enunciado trata, puramente, da Primeira Lei da Termodin&acirc;mica. Os gases que empurram o pist&atilde;o possuem certa energia t&eacute;rmica, que ser&aacute; transferida para os pist&atilde;o, gerando trabalho. Mas se lembrarmos a f&oacute;rmula &Delta;U = Q &ndash; ?, observamos que essa energia tamb&eacute;m se altera devido a uma quantidade de calor que ser&aacute; perdida no ambiente.<\/p><p>Vale ressaltar que nenhuma m&aacute;quina t&eacute;rmica consegue converter puramente o calor em trabalho, sem dissipa&ccedil;&atilde;o de energia para o meio. Assim, a alternativa correta &eacute; a letra A.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-treine-questoes-de-fisica-para-o-vestibular\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Treine-questoes-de-fisica-para-o-vestibular\"><\/span>Treine quest&otilde;es de f&iacute;sica para o vestibular!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Um bom desempenho em quest&otilde;es exatas depende, principalmente, de conceitos bem consolidados e do desenvolvimento de racioc&iacute;nio l&oacute;gico. Para treinar essas habilidades, &eacute; importante fazer muitas quest&otilde;es f&iacute;sica, qu&iacute;mica e matem&aacute;tica. Conhe&ccedil;a o<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategiaeducacional.com.br\/\" target=\"_blank\"> banco de quest&otilde;es do Estrat&eacute;gia Vestibulares<\/a> e tenha acesso a uma diversidade de exerc&iacute;cios para refor&ccedil;ar seu conhecimento!<\/p><p>\n\n\n\n\n\n<a id=\"cta\" class=\"cta-imagem\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/cursos\/\" target=\"blank\">\n                <img decoding=\"async\" width=\"100%\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/EV4.jpg\" alt=\"CTA - Estrat\u00e9gia Vestibulares 4\" title=\"CTA - Estrat\u00e9gia Vestibulares 4\">\n        <\/a>\n\n\n\n<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Veja-tambem\"><\/span>Veja tamb&eacute;m:<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><ul class=\"wp-block-list\">\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/leis-de-newton\/\">Leis de Newton: princ&iacute;pios, conceitos e aplica&ccedil;&otilde;es<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/gravidade\/\">Gravidade: o que &eacute;, valor e muito mais!<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/termodinamica\/\">Termodin&acirc;mica: o que &eacute;, f&oacute;rmulas e leis<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/calorimetria-no-enem\/\">Calorimetria no Enem: como cai?<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/hidrostatica\/\">Hidrost&aacute;tica: press&atilde;o, densidade e f&oacute;rmulas<\/a>&nbsp;&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/principio-de-arquimedes\/\">Princ&iacute;pio de Arquimedes: o que &eacute;, peso aparente e f&oacute;rmulas<\/a>&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li>&#8203;&#8203;<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/prova-fisica-2-fase-unicamp-2020\/\">Resolu&ccedil;&atilde;o da prova de F&iacute;sica da 2&ordf; Fase da Unicamp 2020<\/a><\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/fisica\/prova-fuvest-2020-fisica\/\">Resolu&ccedil;&atilde;o Comentada da prova de F&iacute;sica FUVEST 2020<\/a><\/li>\n<\/ul><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"A Primeira Lei da Termodin&acirc;mica parte do princ&iacute;pio de conserva&ccedil;&atilde;o de energia em um sistema termodin&acirc;mico. 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