15 Um gás é comprimido sob pressão constante de 1,0 X 104 N/m2, de um vo- lume inicial de 5,0 x 10-3 m³ até um volume final de 2,0 X 10-³ m³. a) Discuta se houve ou não trabalho e se foi realizado pelo gás ou so- bre ele. b) Em caso positivo, calcule seu valor. c) Admitindo-se que o gás tenha ce- dido 85 J de quantidade de energia, na forma de calor, qual é sua varia- ção de energia interna?
Soluções para a tarefa
Resposta: ΔU = -55 J. A energia interna do sistema reduziu em 55 J.
Explicação:
O trabalho a pressão constante pode ser obtido pelo produto do valor da pressão pela variação de volume.
Por convenção, consideraremos que em caso de um sistema ter sido comprimido, isto é, ter tido o seu volume diminuído devido a aplicação de pressão sobre ele, o trabalho terá sido realizado sobre o gás, o que se refere a um trabalho negativo (T < 0).
Assim:
a) T = p . ΔV = 1,0.10⁴ . (2,0.10⁻³ - 5,0.10⁻³) = 1,0.10⁴.(-3,0.10⁻³) = -3,0.10
T = -30 J. Como T < 0, o trabalho foi feito sobre o gás.
b) T = -30J
c) Da 1ª Lei da Termodinâmica: ΔU = Q - T
Assim (Q < 0, pois o sistema cedeu calor):
ΔU = -85 - (-30) ⇒ ΔU = -85 + 30 = -55 J
A energia interna do sistema reduziu em 55 J.