Curso de termodinâmica/Aplicação aos gases perfeitos: diferenças entre revisões
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Ao invés dos líquidos e dos sólidos, o volume dos gases varia muito sob o efeito de uma mudança de pressão. Por esta razão utilizamos gases para ilustrar as leis da termodinâmica.
Também, máquinas desenvolvidas durante a revolução industrial usavam movimentos de gases e transformações trabalho-calor em sistemas gasosos (numa locomotiva a vapor por exemplo) que o estudo da termodinâmica permitiu de entender e controlar.
==Experiência de Joule==
Deixando um gás se descomprimindo num recipiente vazio, não observamos, na maioria dos casos mudança de temperatura. O trabalho executado é nulo, visto que a descompressão se faz contra uma pressão externa nula (o segundo recipiente é vazio). Como não observamos nenhuma mudança de temperatura do banho , a expansão se faz sem modificação da energia térmica do sistema. Em conseqüência, a energia do gás não muda durante uma descompressão. Numerosas medições mostraram que é verdade nas condições onde o gás obedece também à lei dos gases perfeitos. Como E não muda quando P ou V muda, esta experiência mostra que:
a energia de um gás perfeito depende só da temperatura.
<center><math>\Delta E_{gas\; perfeito}\;=\;0\qquad durante\;qualquer\; processo\; isotermo.</math></center>
Matematicamente, o resultado de Joule se escreve:
<center><math>(\frac{\partial E}{\partial V})_T\;=\;(\frac{\partial E}{\partial P})_T\;=\;0</math></center>
A diferencial total exata
<center><math>dE\;=\;(\frac{\partial E}{\partial V})_T dV\;+\;(\frac{\partial E}{\partial T})_V dT </math></center>
fica:
<center><math>dE\;=(\frac{\partial E}{\partial T})_T dV\;=\;C_vdT</math></center>
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