Uma amostra de gás ideal em um cilindro perde 140J de calor, enquanto as moléculas do gás ganham 144J de energia interna no processo. Qual é o trabalho realizado pelas moléculas de gás?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um gás ideal em um cilindro que perdeu 140 J de calor, enquanto as moléculas do gás ganharam 144 J de energia interna. Nosso objetivo é descobrir qual foi o trabalho realizado pelas moléculas do gás. Para resolver isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e energia interna.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica é dada por:
Onde:
-
é a variação da energia interna. -
é o calor trocado. -
é o trabalho realizado.
Passo 3
Vamos identificar os valores que temos:
- O gás perdeu 140 J de calor, então
(o sinal negativo indica perda de calor). - As moléculas ganharam 144 J de energia interna, então
.
Passo 4
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula da Primeira Lei:
Passo 5
Para encontrar
, isolamos ele na equação:
Resposta
O trabalho realizado pelas moléculas de gás foi de 284 J.