Quando um sistema vai do estado a até o estado
b pelo caminho acb, um calor igual a 90,0 J flui
para o interior do sistema e um trabalho de 60,0
J é realizado pelo sistema. (a) Qual é o calor que
flui para o interior do sistema pelo caminho adb,
sabendo que o trabalho realizado pelo sistema é
igual a 15,0 J? (b) Quando o sistema retorna de
b para a pelo caminho encurvado, o valor
absoluto do trabalho realizado pelo sistema é
igual a 35,0 J; Qual a quantidade de calor neste
processo? (c) Se a energia interna em a é nula e
em d é 8,0 J, quais os calores absorvidos nos
processos ad e db.
Soluções para a tarefa
O calor que flui para o interior do sistema pelo caminho adb é 45 J; A quantidade de calor neste processo é de -65 J; Os valores absorvidos nos processos ad e db são, respectivamente, 23 J e 22 J.
Primeiramente, observe que ΔU(acb) = Q(acb) - W(acb).
Com as informações das no enunciado, podemos afirmar que:
ΔU(acb) = 90 - 60
ΔU(acb) = 30 J.
a) No processo adb, temos que ΔU(adb) = Q(adb) - W(adb).
Como ΔU(adb) = 30 J e W(adb) = 15 J, logo o calor que flui para o interior do sistema pelo caminho adb é igual a:
30 = Q(adb) - 15
Q(adb) = 30 + 15
Q(adb) = 45 J.
b) No processo ba, temos que ΔU(ba) = Q(ba) - W(ba).
Observe que ΔU(ba) = -30 J e W(ba) = -35 J.
Portanto, a quantidade de calor neste processo é:
-30 = Q(ba) - (-35)
-30 = Q(ba) + 35
Q(ba) = -30 - 35
Q(ba) = -65 J.
Ou seja, o calor é liberado.
c) Com as informações passadas, obtemos:
ΔU(ad) = U(d) - U(a)
ΔU(ad) = 8 J.
Além disso,
W(adb) = W(ad) = 15 J, porque W(db) = 0 J.
Então, no processo ad, o calor absorvido é igual a:
ΔU(ad) = Q(ad) - W(ad)
8 = Q(ad) - 15
Q(ad) = 8 + 15
Q(ad) = 23 J.
Já no processo db, temos que ΔU(db) = 30 - 8 = 22 J.
Portanto, o calor absorvido é igual a:
22 = Q(db) - 0
Q(db) = 22 J.
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