Question

Certo gás realiza um trabalho de 45 J depois de receber uma quantidade de calor no valor de 160 J. Baseado na Primeira Lei da Termodinâmica, podemos afirmar que a variação de energia interna desse gás durante essa transformação e a situação final do gás serão, respectivamente: *
A) ∆U = 45 J; o gás resfria.
B) ∆U = 115 J; o gás resfria.
C) ∆U = 115 J; o gás aquece.
D) ∆U = 205 J; o gás resfria.
E) ∆U = 205 J; o gás aquece.

Answer 1

O gás  aquece ao receber 115 J de energia interna. letra c)

Algumas convenções:

• Dizemos que o gás realiza trabalho quando ele expande (empurra o êmbolo para fora) como se vê na figura à direita
• Dizemos que o gás recebe trabalho quando ele contrai (é empurrado pelo êmbolo para dentro) como se vê na figura à esquerda
• O gás aquece quando recebe calor
• O gás esfria quando cede calor

quando o gás realiza trabalho, o trabalho é positivo.

quando o gás recebe  trabalho, o trabalho é negativo.

Agora que as convenções de sinal foram definidas, podemos partir para a pergunta:

O gás realiza um trabalho (positivo) de 45 J.

O gás  recebe calor (positivo) no valor de 160 J.

Pela equação $Calor = Trabalho + \Delta U$ podemos calcular o valor da energia interna ao substituir os valores de trabalho e de calor (lembrando de respeitar os sinais):

$Calor = Trabalho + \Delta U$

$+160J = +45J + \Delta U$

$\Delta U=160J - 45J$

$\Delta U=160J - 45J= +115$

Como o gás recebe calor e realiza trabalho, então o gás aquece (repare que o sinal é positivo)