3.1: Prelúdio da Primeira Lei da Termodinâmica

O calor é a transferência de energia devido a uma diferença de temperatura entre dois sistemas. O calor descreve o processo de conversão de uma forma de energia em outra. O motor de um carro, por exemplo, queima gasolina. O calor é produzido quando o combustível queimado é quimicamente transformado em principalmente\(\ce{CO2}\) e\(\ce{H2O}\), que são gases à temperatura de combustão. Esses gases exercem uma força sobre um pistão por meio de um deslocamento, trabalhando e convertendo a energia cinética do pistão em uma variedade de outras formas: na energia cinética do carro; em energia elétrica para acionar as velas de ignição, o rádio e as luzes; e de volta à energia armazenada na bateria do carro.

Figura\(\PageIndex{1}\): Uma fraca frente de ar fria empurra toda a poluição do nordeste da China para uma gigantesca manta de poluição sobre o Mar Amarelo, capturada pelo satélite Terra da NASA em 2012. Para entender as mudanças no clima e no clima, como o evento mostrado aqui, você precisa de um conhecimento profundo da termodinâmica. (crédito: modificação do trabalho pela NASA)

A energia é conservada em todos os processos, incluindo aqueles associados aos sistemas termodinâmicos. As funções da transferência de calor e da mudança interna de energia variam de processo para processo e afetam a forma como o trabalho é realizado pelo sistema nesse processo. Veremos que a primeira lei da termodinâmica explica que uma mudança na energia interna de um sistema vem de mudanças no calor ou no trabalho. Compreender as leis que governam os processos termodinâmicos e a relação entre o sistema e seus arredores é, portanto, fundamental para obter conhecimento científico sobre energia e consumo de energia.