Question

5- Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 25 cal de energia na forma de calor e expande-se realizando um trabalho de 150 J. Considerando 1cal=4,2J, a variação da energia interna do gás é, em J, de:​

Answer 1

A variação da energia interna do gás foi de - 45 J.

Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, O Calor recebido por um sistema é igual à soma entre a variação da energia interna do sistema e o trabalho efetuado pelo sistema.

A diferença $\textstyle \sf Q - \mathcal{ \ T}$ depende apenas dos estados inicial e final e não da forma como o sistema passou de um estado para o outro.

Podemos escrever a primeira lei na forma:

$\boxed{ \displaystyle \sf \Delta E_{\sf int} = E_{final } - E_{inal } = Q - \mathcal{ \ T} }$

Utilizando a rega de três simples, temos:

$\displaystyle \sf \begin{array}{ccc}\text{ \sf calorias ( cal ) } & & \text{ \sf Joules ( J )} \\\sf 1 & \to & \sf 4,2 \\\sf 25 & \to & \sf Q \end{array}$

$\displaystyle \sf \dfrac{1 }{25} = \dfrac{4,2}{ Q }$

$\displaystyle \sf Q = 25 \times 4,2$

$\boldsymbol{ \displaystyle \sf Q = 105 \:J }$

Determinar a variação da energia interna:

$\displaystyle \sf \Delta E_{\sf int} = Q - \mathcal{ \ T}$

$\displaystyle \sf \Delta E_{\sf int} = 105 - 150$

$\boxed{ \boxed { \boldsymbol{ \displaystyle \sf \Delta E_{\sf int} = -\:45 \:J }}}$

O trabalho positivo, a variação de energia interna é negativa,o gás se expande, logo se esfria.

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