Primeira Lei da Termodinâmica  

Ao estudar alguns fatos históricos sobre a busca de novas fontes de energia e formas de realização de trabalho percebemos que o homem utilizou diversos recursos. Em função dessas descobertas vimos que tanto o calor como o trabalho e a energia interna são formas de energia e que, pelo que conhecemos de sistemas mecânicos, a energia se conserva e existe uma relação entre trabalho e energia.Com base nos estudos realizados no decorrer da história, vimos que a Primeira Lei da Termodinâmica trata do balanço energético entre as energias inicial e final do sistema, a energia fornecida e o trabalho realizado pelo sistema, ou seja, podemos afirmar que em qualquer processo termodinâmico analisado, a quantidade de calor Q recebida pelo sistema é igual ao trabalho realizado por ele mais avariação da energia.A primeira lei da termodinâmica nada mais é que o principio da conservação de energia e, apesar de ser estudado para os gases, pode ser aplicado em quaisquer processos em que a energia de um sistema é trocado com o meio externo na forma de calor e trabalho.Quando fornecemos a um sistema certa quantidade de energia Q, esta energia pode ser usada de duas maneiras:

1. Uma parte da energia pode ser usada para o sistema realizar um trabalho (t), expandindo-se ou contraindo-se, ou também pode acontecer de o sistema não alterar seu volume (t = 0);

2. A outra parte pode ser absorvida pelo sistema, virando energia interna, ou seja, essa outra parte de energia é igual à variação de energia (ΔU) do sistema. Se a variação de energia for zero (ΔU = 0) o sistema utilizou toda a energia em forma de trabalho.

                                                                     ΔU= Q - t 

Assim temos enunciada a primeira lei da termodinâmica: a variação de energia interna ΔU de um sistema é igual a diferença entre o calor Q trocado com o meio externo e o trabalho t por ele realizado durante uma transformação.Aplicando a lei de conservação da energia, temos:

ΔU= Q - t à Q = ΔU + t

* Q a Quantidade de calor trocado com o meio:

Q > 0 à o sistema recebe calor;

Q < 0 à o sistema perde calor.

* ΔU à Variação da energia interna do gás:

ΔU > 0 à a energia interna aumenta, portanto, sua temperatura aumenta;

ΔU < 0 à a energia interna diminui, portanto, sua temperatura diminui.

* t à Energia que o gás troca com o meio sob a forma de trabalho:

t > 0 à o gás fornece energia ao meio, portanto, o volume aumenta;

t < 0 à o gás recebe energia do meio, portanto, o volume diminui.

Um sistema não pode criar ou consumir energia, mas apenas armazená-la ou transferi-la ao meio onde se encontra, como trabalho, ou ambas as situações simultaneamente, então, ao receber uma quantidade Q de calor, esta poderá realizar um trabalho  e aumentar a energia interna do sistema ΔU, ou seja, expressando matematicamente: 

                                                                  Q = t + ΔU 

Sendo todas as unidades medidas em Joule (J)

Bibliografia:

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/primeira-lei-termodinamica.htm

http://www.infoescola.com/fisica/primeira-lei-da-termodinamica/

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termodinamica/1leidatermodinamica.php