Um cilindro de parede lateral adiabática tem sua base de contato com uma fonte térmica e é fechado por um embolo adiabático pesando 100 N
Soluções para a tarefa
A energia interna do gás aumentou em 30 Joules.
Complementando a questão - O êmbolo pode deslizar sem atrito ao longo do cilindro, no interior do qual existe certa quantidade de gás ideal. O gás obsorve uma quantidade de calor de 40 J de fonte térmica e se expande lentamente, fazendo o êmbolo subir até atingir uma distância de 10 cm acima da sua posição original.
Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, a quantidade de calor trocada com o meio é usada para a realização de um trabalho e/ou atua na variação da energia interna do gás.
Ou seja, em um sistema isolado a variação da energia interna de um gás será igual a diferença da quantidade de calor trocada com o meio e o trabalho realizado por ele.
ΔU = Q - τ
O trabalho realizado pelo gás será equivalente ao produto da força pelo deslocamento sofrido pelo êmbolo. O trabalho é positivo pois o gás expandiu.
T = F.ΔS
T = 100. 0,1
T = 10 J
Assim,
ΔU = 40 - 10
ΔU = 30 Joules
Resposta:
30J
Explicação:
Fazendo a representação esquemática do que foi descrito no enunciado, tem-se o seguinte (foto do esquema abaixo).
De acordo com o que foi dado, o gás recebeu 40 J da fonte térmica, ou seja, Q = +40 J.O trabalho termodinâmico nessa transformação é dado: (foto da conta abaixo, ao lado).
Da Primeira Lei da Termodinâmica: ∆U = Q – τ ∆U = 40 – 10 = 30 J. Como o ∆U é positivo, diz-se que houve um aumento de 30 J na energia interna do gás.
