Exercícios Resolvidos de 1ª Lei da Termodinâmica

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Enunciado

Certo gás diatômico e ideal recebe 12   J de calor de uma fonte externa durante uma transformação isocórica. Considerando que o gás não cede qualquer quantidade de energia em forma de calor para suas vizinhanças, a variação da energia interna do gás, durante essa transformação, é de:

  1. + 6,0   J
  2. - 12,0   J
  3. + 12,0   J
  4. + 24,0   J
  5. - 24,0   J

Passo 1

Opa, vamos para mais uma questão sobre a primeira lei da termodinâmica!

Bom o enunciado nos diz que

Q = 12   J

E que temos uma transformação isocórica, ou seja, o volume é constante

V = c t e

Quando temos o volume constante, isso dá a dica pra gente que o trabalho é zero, e como vamos saber disso? Se liga aqui:

Temos que o trabalho é

W = p ⋅ Δ V

Como não há variação do volume, então Δ V = 0 . Ou seja,

W = 0

Mas temos que ficar ligados nos sinais! Anotem essa dica para não esquecer

T e m p e r a t u r a → a u m e n t a → Δ U > 0 d i m i n u i → Δ U < 0

V o l u m e → a u m e n t a → W > 0 → t r a b a l h o   r e a l i z a d o   p e l o   s i s t e m a d i m i n u i → W < 0   →   t r a b a l h o   r e a l i z a d o   s o b r e   o   s i s t e m a

C a l o r → a b s o r v i d o → Q > 0 c e d i d o → Q < 0

Como o enunciado diz que o calor foi recebido pelo sistema, então

Q > 0

Passo 2

Hmmm, achamos o trabalho, mas ele quer a variação da energia interna :/

Relaaaaxe, vamos relembrar a formulinha da primeira lei da termodinâmica:

Q = Δ U + W

Que podemos reescrever assim

Δ U = Q - W

Mas como já vimos, o trabalho é nulo, então para uma transformação isocórica, temos que

Δ U = Q

E Q = + 12   J de acordo com o enunciado, então temos que

Δ U = + 12   J

Resposta

c) + 12,0   J