Question

Um gás sofre uma expansão isotérmica, realizando um trabalho de 400 J. Determine a variação
da energia interna do gás e quantidade de calor trocada com o meio externo

Answer 1

A seguir, calcularemos a variação da energia interna e o calor trocado por meio da utilização da primeira lei da termodinâmica, retratada a seguir:

• Primeira Lei da Termodinâmica

Segundo esta lei, todo o calor absorvido por um gás é utilizado para promover variação da energia interna ou para realizar trabalho, o que pode ser representado pela seguinte fórmula:

$Q=\Delta U + \tau$

• Cálculo

A variação da energia interna depende da variação de temperatura:

$\Delta U = \dfrac{3}{2}\cdot n\cdot R\cdot \Delta T$

Logo, como a expansão foi isotérmica, não houve variação de tempreatura e, consequentemente, não houve variação da energia interna:

$\Delta U = \dfrac{3}{2}\cdot n\cdot R\cdot 0$

$\boxed{\Delta U = 0}$

Sabemos que 400J de trabalho foram realizados:

$\tau=400\: J$

Aplicando a primeira lei:

$Q=\Delta U + \tau$

$Q=0+400$

$\boxed{Q=400\: J}$

•  Resposta

A variação da energia interna vale zero, e a quantidade de calor trocado (absorvido) foi de 400J.

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