Trabalho de um gás – Transformação cíclica
Trabalho de um gás – Transformação cíclica
Transformações de energia
A energia pode passar de uma forma para outra, como, por exemplo, de qualquer tipo de energia para energia térmica (calor) realizando trabalho, situações 1, 2 e 3 e de calor para outros tipos de energia realizando trabalho, situações 4, 5 e 6.
Termodinâmica é a parte da Termologia que estuda as relações entre calor e trabalho.
Trabalho (W) na Termodinâmica
Considere um gás contido no interior do cilindro de êmbolo móvel da figura sendo mantido sob pressão constante através do peso 
.
Ele é aquecido e passa de uma situação inicial com pressão Po, volume Vo e temperatura To, com o êmbolo sofrendo um deslocamento d, para uma situação final com pressão final Po(isobárica), volume V e temperatura T.
O gás aplica sobre o êmbolo uma força de intensidade F que o faz sofrer um deslocamento d, de tal forma que o trabalho realizado pela força F vale 
W = F.d (I) pressão exercida pelo gás sobre o êmbolo P = 
(S – área do êmbolo) F = P.S (II).
Substituindo II em I W = F,d.S observe que S.d representa o volume de gás deslocado (ΔV = V – Vo) W = P.ΔV ou W = P.(V – Vo).
Diagrama de Clapeyron numa transformação isobárica
Trabalho positivo ou trabalho negativo
Na expressão W = P.(V – Vo), como a pressão P é sempre positiva:
Se V > Vo W > 0 o sistema (gás) em expansão realiza trabalho sobre o meio exterior (ambiente).
Se V < Vo W < 0 o meio exterior (ambiente) realiza trabalho sobre o sistema (gás).
Transformação cíclica ou fechada
Numa transformação cíclica ou fechada os estado inicial e final do gás coincidem.
Começa em A (estado inicial), sofre uma transformação chegando a B e, em seguida, outra transformação chegando novamente a A.
Decompondo a transformação fechada ABA, em duas abertas AB e BA, o trabalho total da transformação cíclica é a soma
algébrica das áreas hachuradas, ou seja, W = WAB + WBA.
O que você deve saber, informações e dicas
Se V > Vo W > 0 o sistema (gás) em expansão realiza trabalho sobre o meio exterior (ambiente).
Se V < Vo W < 0 o meio exterior (ambiente) realiza trabalho sobre o sistema (gás).
Numa transformação isocórica ou isométrica ou isovolumétrica, o volume é constante, então ΔV = 0 e como W = P.ΔV W=P.0 W = 0.
Você pode transformar calor (Q) em trabalho (W) e vice-versa através da relação 1cal = 4,186J, ou W = J.Q onde J = 4,186 (constante de conversão = equivalente mecânico do calor).
