De acordo com a primeira lei da termodinâmica se, durante um processo isotérmico sofrido por um gás ideal de massa fixa o gás libera uma quantidade de calor cujo módulo é de 50 cal então a variação de energia interna e o trabalho realizado pelo gás neste processo são, respectivamente:
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a primeira lei da termodinâmica aplicada a um processo isotérmico de um gás ideal com massa fixa. Precisamos descobrir a variação da energia interna e o trabalho realizado pelo gás quando ele libera 50 calorias de calor. Para resolver isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica e entender um pouco sobre processos isotérmicos em gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a primeira lei da termodinâmica, que é basicamente uma versão da lei da conservação de energia aplicada à termodinâmica. Ela diz que:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor trocado pelo sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Passo 3
Agora, vamos considerar que o processo é isotérmico, ou seja, ocorre a temperatura constante. Para um gás ideal, sabemos que a energia interna depende apenas da temperatura. Como a temperatura não muda, a variação da energia interna também é nula:
Passo 4
Com
, a primeira lei fica assim:
Ou seja, o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor trocado.
Passo 5
Na questão, o gás libera 50 calorias de calor. Quando o sistema libera calor,
é negativo:
Passo 6
Substituindo na equação
, temos:
Isso significa que o trabalho realizado pelo gás é
calorias. No contexto, um trabalho negativo indica que o trabalho é feito pelo gás.
Resposta
A variação da energia interna é
e o trabalho realizado pelo gás é
.