Question

em uma transformação isobárica, o volume de um gás ideal diminui de 20 m³ para 10 m³ , sob pressão de 10 N/m2 . Durante o processo, o gás recebe do ambiente 80 J de calor. A variação da energia interna do gás é :

Answer 1

Após realizados os cálculos concluímos que a variação de energia interna do gás é ΔU = 180 J.

Trabalho é quando um corpo é deslocado contra uma força que se opõe ao deslocamento.

$\Large \boxed{ \displaystyle \text { \mathsf{ \mathcal{ \ T} = F \cdot d \cdot \cos{\theta} } } }$

A transformação isobárica é a pressão é mantida constante e o volume do gás varia proporcionalmente à sua temperatura.

Trabalho em Transformação Isobárica é calculado pelo produto entre a força e a variação de volume do gás é submetido a uma fonte de calor.

$\Large \boxed{ \displaystyle \text { \mathsf{ \mathcal{ \ T} = P \cdot \Delta V } } }$

Primeira lei da termodinâmica:

A variação da energia interna de um sistema é dada pela diferença entre o calor trocado com o meio exterior e o trabalho realizado no processo termodinâmico.

$\Large \boxed{ \displaystyle \text { \mathsf{ \Delta U = Q - \mathcal{ \ T} } } }$

Dados fornecidos pelo enunciado:

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \begin{cases}\sf V_1 = 20 \: m^{3} \\\sf V_2 = 10 \: m^{3} \\\sf P = 10\: N/m^{2} \\\sf Q = + 80 \: J \gets recebe ~calor\\\sf \Delta U = \:?\:J \end{cases} } }$

Solução:

Aplicando ao processo a primeira lei da termodinâmica, temos:

$\Large \displaystyle \text { \mathsf{ \Delta U = Q - \mathcal{ \ T} } }$

$\Large \displaystyle \mathsf{ \Delta U = Q - [ P \cdot \Delta V] }$

$\Large \displaystyle \mathsf{ \Delta U = Q - [ P \cdot (V_2- V_1)] }$

$\Large \displaystyle \mathsf{ \Delta U = 80 - [ 10 \cdot (10- 20)] }$

$\Large \displaystyle \mathsf{ \Delta U = 80 - [ 10 \cdot (-10)] }$

$\Large \displaystyle \mathsf{ \Delta U = 80 - [ -10 ] }$

$\Large \displaystyle \mathsf{ \Delta U = 80 +100 }$

$\Large \boldsymbol{ \displaystyle \sf \Delta U = 180\: J }$

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