Calcule , e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos: o sistema absorve de calor da vizinhança e a vizinhança executa 20 kJ de trabalho no sistema.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A pergunta pede para calcularmos a variação da energia interna, representada por , e descobrir se o processo é endotérmico ou exotérmico. Para isso, vamos precisar usar a primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor e trabalho na mudança de energia de um sistema.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os valores que temos:
  • O sistema absorve de calor da vizinhança. Isso significa que o calor ( ) é positivo porque o sistema está ganhando energia.
  • A vizinhança realiza de trabalho no sistema. O trabalho ( ) também é positivo porque a vizinhança está fazendo trabalho sobre o sistema, adicionando energia a ele.

Passo 3

Agora, vamos aplicar a primeira lei da termodinâmica, que é dada por:
Essa fórmula nos diz que a variação da energia interna do sistema é igual à soma do calor absorvido e do trabalho realizado sobre o sistema.

Passo 4

Substituindo os valores que temos na fórmula:
Então, a variação da energia interna é .

Passo 5

Para determinar se o processo é endotérmico ou exotérmico, observamos o sinal de :
  • Se for positivo, o sistema está absorvendo energia, tornando o processo endotérmico.
  • Se for negativo, o sistema está liberando energia, tornando o processo exotérmico.

Resposta

e o processo é endotérmico.

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Para os seguintes processos, calcule a variação de energia interna do sistema e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico: Uma reação química libera de calor e não realiza trabalho na vizinhança. , exo]