Question

Um gás absorve 300 cal de calor ao se expandir, à pressão constante igual a 2 atm, de 10L para 20L.Qual a variação da energia interna do gás?

Answer 1

Olá tudo bem?

Para calcularmos a variação de energia interna, primeiro vamos determinar todos os dados da questão:

ΔV = Volume Final – Volume Inicial = 20 – 10 = 10 litros

P = 2 atm

Q = 300 cal

Vamos transformar todos os dados para as unidades necessárias à aplicação nas fórmulas que virão adiante:

Volume – Transformar para m³, vejamos:

1000 litros = 1m³

10 litros = x

X = 10 /1000 = 0,01 m³

Pressão – Transformar para N/m²

1 atm = 1,01 * 10^5 N/m² (constante)

2 atm = x

X = 2 * 1,01 * 10^5 = 2,02 * 10^5 N/m²

Pronto, agora estamos preparados para iniciar. Vamos começar calculando o trabalho efetuado pelo sistema quando o calor foi absorvido, a fórmula de trabalho é:

W = P * ΔV (Onde: W = Trabalho; P = Pressão; ΔV = Variação de Volume)

W = 2,02 * 10^5 * 0,01

W = 2020 J

Vamos transformar o valor do trabalho de J (Joule) para Cal (Caloria), basta realizar esta pequena regra de três:

1 cal = 4,18 J

x cal = 2020 J

X = 2020 / 4,18 J = 483,25 cal

Agora através da fórmula que determina o princípio de conservação de energia (a quantidade total de energia em um sistema fechado permanece constante, resumindo a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada)

ΔU = Q – W (ΔU=Variação de Energia; Q=Energia absorvida (+) ou emanada pelo sistema (-); W=Trabalho)

ΔU = 300 – 483,25

ΔU = -183,25

Então chegamos à conclusão de que a variação de energia interna deste sistema foi de -183,25 cal.

Espero ter ajudado, boa sorte e até a próxima.