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
.
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e realiza o trabalho
. Ao final do processo, podemos afirmar que a energia interna do gás
a) aumentou 170 J.
b) aumentou 100 J.
c) aumentou 30 J.
d) diminuiu 70 J.
e) diminuiu 30 J.
a) aumentou 170 J.
b) aumentou 100 J.
c) aumentou 30 J.
d) diminuiu 70 J.
e) diminuiu 30 J.
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