Cada linha na tabela a seguir fornece informações sobre um processo em um sistema fechado. Cada entrada tem as mesmas unidades de energia. Complete os espaços em branco na tabela.
Proces <br> so |
|
|
|
|
|
---|---|---|---|---|---|
|
50 | -20 | 70 | ||
|
20 | 50 | 30 | ||
|
-60 | 40 | 60 | ||
|
-40 | 50 | 0 | ||
|
50 | 150 | -80 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão que você trouxe trata de termodinâmica, especificamente sobre como a energia se comporta em sistemas fechados. Isso significa que não há troca de matéria com o entorno, mas pode haver troca de energia na forma de calor (
) e trabalho (
). Nosso objetivo aqui é completar os espaços em branco na tabela fornecida usando esses conceitos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar de uma regra fundamental da termodinâmica chamada Primeira Lei da Termodinâmica. Ela basicamente diz que a variação da energia interna de um sistema (
) é igual à energia fornecida ao sistema na forma de calor menos a energia gasta fazendo trabalho. A fórmula fica assim:
Essa equação vai ser a nossa principal ferramenta para resolver o exercício!
Passo 3
Vamos começar analisando o Processo a. Aqui estão os dados que temos:
-
-
está vazio -
-
está vazio -
Usando a fórmula da primeira lei:
Resolvendo para
:
Agora, para encontrar
, usamos:
Passo 4
Vamos para o Processo b. Dados disponíveis:
-
está vazio -
-
-
-
está vazio
Primeiro, achamos
:
Agora, usando a primeira lei para encontrar
:
Passo 5
No Processo c, temos:
-
está vazio -
-
-
-
está vazio
Primeiro, calculamos
:
Agora, usando a primeira lei para achar
:
Passo 6
Vamos para o Processo d. Dados:
-
-
está vazio -
-
está vazio -
Primeiro, encontramos
:
Agora, usando a primeira lei para achar
:
Passo 7
Por fim, no Processo e, temos:
-
-
-
está vazio -
-
está vazio
Primeiro, calculamos
:
Usando a primeira lei:
Então:
Resposta
Processo |
|
|
|
|
|
---|---|---|---|---|---|
|
50 | -20 | -20 | 50 | 70 |
|
50 | 20 | 20 | 50 | 30 |
|
-40 | -60 | 40 | 60 | 20 |
|
-40 | -40 | 50 | 50 | 0 |
|
50 | 150 | 20 | -80 | -100 |