Question

Um gás contido em um cilindro com êmbolo móvel recebeu 80J de calor e se expandiu realizando 50J de trabalho. Qual foi a variação de energia interna do gás?

Answer 1

Resposta: ΔU= 30 Joules

Explicação: usando-se a fórmula Q= ΔU + T, temos:

Q= 80J

T= 50J

ΔU=?

Logo:  

                        80= ΔU+ 50

                        ΔU= 80-50                      

                        ΔU= 30J

Answer 2

A variação da energia interna foi de ΔU = 30J.

Calor é o processo de transferência de energia de um corpo para outro.

Trabalho é o processo de transferência de energia de um corpo para outro

por meios mecânicos.

A energia pode ser transferida de dois modos, ou por meio de dois processos, calor e trabalho.

Primeiro princípio da termodinâmica:

De acordo com o princípio da conservação da energia, a energia não pode ser criada nem destruída, mas somente transformada de uma espécie em outra.

A variação da energia interna de um sistema é igual entre o calor e o trabalho trocado pelo sistema com o meio exterior.

$\boxed{ \displaystyle \sf Q = \mathcal{ \ T} + \Delta U }$

    ou

$\boxed{ \displaystyle \sf \Delta U = Q - \mathcal{ \ T} }$

Balanço energético:

Gás:

Recebe calor $\textstyle \sf \to Q > 0$

Cede calor $\textstyle \sf \to Q < 0$

Não troca calor $\textstyle \sf \to Q = 0$  ( transformação adiabática )

Gás:

Realiza trabalho $\textstyle \sf \to \mathcal{ \ T} > 0$ ( volume aumenta )

recebe trabalho $\textstyle \sf \to \mathcal{ \ T} < 0$ ( volume diminui )

Não realizado nem recebe trabalho $\textstyle \sf \to \mathcal{ \ T} = 0$  ( transformação isométrica )

Gás:

Aumenta a energia interna $\textstyle \sf \to \Delta U > 0$ ( temperatura aumenta )

Diminui a energia interna  $\textstyle \sf \to \Delta U < 0$ ( temperatura diminui )

Não varia a energia interna  $\textstyle \sf \to \Delta U = 0$  ( transformação isotérmica )

Dados do enunciado:

$\displaystyle \sf \begin{cases} \sf Q = + 80 \: J \\ \sf \mathcal{ \ T} = + 50\: J \\ \sf \Delta U = +\:?\: J \end{cases}$

Determinado a variação da energia interna:

$\displaystyle \sf Q = \mathcal{ \ T} + \Delta U$

$\displaystyle \sf 80 = 50 + \Delta U$

$\displaystyle \sf 80 -50 = \Delta U$

$\boxed{ \boxed { \boldsymbol{ \displaystyle \sf \Delta U = 30\:J }}}$

Para mais conhecimento acesse:

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