Sobre a primeira lei da termodinâmica: as diferenciais do calor e do trabalho

Abstract

Recebido em 7/11/05; aceito em 16/5/06; publicado na web em 31/10/06 ON THE FIRST LAW OF THERMODYNAMICS. HEAT AND WORK DIFFERENTIALS. We treat some subtleties concerning the First Law of Thermodynamics and discuss the inherent difficulties, namely the interpretation of the heat and the work differentials. By proposing a new differential equation for the First Law, which is written using both system and neighborhood variables, we overcome the mentioned difficulties and establish a criterion for the definition of heat and work.

A primeira lei da termodinâmica dos processos homogêneos

“…Considerando que a definição matemática de derivada exige que os limites à esquerda e à direita coincidam no ponto de derivação, defendem Anacleto e Anacleto 35 Anacleto e Anacleto 35 parecem se esquecer do fato bem conhecido de que cada realidade física específica deve ser posteriormente imposta, como uma condição de contorno restritiva, a uma solução matemática mais geral, obtida por meio do cálculo diferencial e integral. Por exemplo, é exatamente porque o tempo não retrocede que se pode garantir que, se o valor de uma derivada temporal for positivo, a grandeza que estiver sendo derivada estará aumentando no momento considerado, enquanto que se o valor da derivada for negativo, tal grandeza estará diminuindo (se o tempo pudesse retroceder, o oposto também seria possível).…”

“…O que já foi apresentado é suficiente como contra-argumento à afirmação de Anacleto e Anacleto. 35 Mas, como este trabalho não pretende se restringir à resposta aos citados autores, deve-se aprofundar alguns aspectos matemáticos da questão.…”

“…Suponha que Anacleto e Anacleto 35 considerem que, em qualquer situação, as funções W = W(t) e Q = Q(t) não sejam deriváveis, para todos os valores da variável independente. Este fato não poderia ser representado por uma função como x 2 , ou como tan x, usadas nos parágrafos anteriores, porque para elas a derivada não existe, no máxi-mo, em pontos isolados.…”

“…Quando se lembra que a termodinâmica tradicional foi criada para facilitar o entendimento da termodinâmica de Gibbs, percebe-se que a termodinâmica tradicional é um perfeito exemplo científico do velho ditado popular "o barato sai caro". Ao longo deste trabalho ainda se cumpre uma obrigação, principalmente com o leitor, mas também com Anacleto e Anacleto, 35 de responder a todas as objeções por eles levantadas ao já mencionado artigo publicado por Química Nova em 2001. 27 Pretende-se, porém, fazê-lo de uma forma útil para todos os que se interessem por este importante tema, ou seja, pretende-se usar esta oportunidade para discutir vários conceitos fundamentais, relacionados com a forma diferencial da primeira lei da termodinâmica.…”

Calor e trabalho: são estes conceitos invariantes sob a permuta sistema-vizinhança?

“…introDução embora os conceitos de calor, Q, e de trabalho, W, sejam essenciais em Termodinâmica, para processos irreversíveis a sua natureza controversa tem originado intenso debate na literatura [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] e em livros de texto. [11][12][13] Contudo, ainda subsistem algumas questões interessantes em aberto que requerem clarificação.…”