química sem limites

As Três Leis da Termodinâmica

as leis da termodinâmica definem quantidades físicas fundamentais (temperatura, energia e entropia) que caracterizam os sistemas termodinâmicos.

sistema ou ambiente

a fim de evitar confusão, os cientistas discutem os valores termodinâmicos em referência a um sistema e seus arredores. Tudo o que não faz parte do sistema constitui o seu entorno. O sistema e o entorno são separados por um limite. Por exemplo, se o sistema é um mole de um gás em um recipiente, então o limite é simplesmente a parede interna do próprio recipiente. Tudo fora da fronteira é considerado o ambiente, que incluiria o próprio recipiente.,

O limite deve ser claramente definido, então pode-se dizer claramente se uma determinada parte do mundo está no sistema ou no meio. Se a matéria não é capaz de passar através da fronteira, então o sistema é dito ser fechado; caso contrário, é aberto. Um sistema fechado pode ainda trocar energia com o ambiente, a menos que o sistema seja isolado, caso em que nem a matéria nem a energia podem atravessar a fronteira.,

Um Sistema Termodinâmico: o diagrama de Um sistema termodinâmico

A Primeira Lei da Termodinâmica

A primeira lei da termodinâmica, também conhecida como Lei da Conservação da Energia afirma que a energia não pode ser criada nem destruída; a energia só pode ser transferido ou alterado a partir de um formulário para outro. Por exemplo, acender uma luz parece produzir energia; no entanto, é a energia elétrica que é convertida.,

Uma forma de expressar a primeira lei da termodinâmica é que qualquer mudança na energia interna (∆E) de um sistema é dada pela soma do calor (q) que atravessa suas fronteiras e o trabalho (w) realizado pelo sistema no ambiente:

\Delta \text{E} = \text{q} + \text{w}

Esta lei diz que existem dois tipos de processos, de calor e de trabalho, que pode levar a uma alteração na energia interna de um sistema., Uma vez que tanto o calor como o trabalho podem ser medidos e quantificados, isto é o mesmo que dizer que qualquer mudança na energia de um sistema deve resultar em uma mudança correspondente na energia do ambiente fora do sistema. Por outras palavras, a energia não pode ser criada ou destruída. Se o calor flui para um sistema ou para o ambiente trabalhar nele, a energia interna aumenta e o sinal de q E w é positivo. Inversamente, o fluxo de calor para fora do sistema ou o trabalho feito pelo sistema (no entorno) será à custa da energia interna, e q E w será, portanto, negativo.,a Segunda Lei da termodinâmica diz que a entropia de qualquer sistema isolado sempre aumenta. Sistemas Isolados evoluem espontaneamente para o equilíbrio térmico—o estado da entropia máxima do sistema. Mais simplesmente: a entropia do universo (o sistema isolado final) só aumenta e nunca diminui.

uma maneira simples de pensar da Segunda Lei da termodinâmica é que uma sala, se não limpa e arrumada, vai invariavelmente tornar – se mais desarrumada e desarrumada com o tempo-independentemente de quão cuidadoso é para mantê-la limpa., Quando a sala é limpa, sua entropia diminui, mas o esforço para limpá-la resultou em um aumento na entropia fora da sala que excede a Entropia perdida.

A Terceira Lei da Termodinâmica

a terceira lei da termodinâmica afirma que a entropia de um sistema se aproxima de um valor constante à medida que a temperatura se aproxima do zero absoluto. A entropia de um sistema em zero absoluto é tipicamente zero, e em todos os casos é determinada apenas pelo número de diferentes estados terrestres que tem., Especificamente, a entropia de uma substância cristalina pura (ordem perfeita) a uma temperatura zero absoluta é zero. Esta afirmação é verdadeira se o cristal perfeito tem apenas um estado com energia mínima.