Calcule , e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos: um sistema libera 113 kJ de calor para a vizinhança e realiza 39 kJ de trabalho na vizinhança.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a variação de energia interna, representada por , e determinar se o processo é endotérmico ou exotérmico. Para isso, vamos usar conceitos de Termodinâmica, mais especificamente a primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor e trabalho em um sistema. Vamos precisar entender como calcular considerando o calor trocado e o trabalho realizado.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula da primeira lei da termodinâmica:
Aqui, é a variação da energia interna do sistema, é o calor trocado entre o sistema e a vizinhança, e é o trabalho realizado pelo sistema sobre a vizinhança.

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores fornecidos no problema:
  • O sistema libera 113 kJ de calor para a vizinhança. Como o calor é liberado pelo sistema, consideramos (negativo porque o sistema está perdendo calor).
  • O sistema realiza 39 kJ de trabalho na vizinhança. O trabalho realizado pelo sistema sobre a vizinhança é positivo, então .

Passo 4

Substituindo esses valores na fórmula da primeira lei da termodinâmica:

Passo 5

Agora que calculamos , precisamos determinar se o processo é endotérmico ou exotérmico. Isso depende do sinal de :
  • Se for positivo, o processo é endotérmico (absorve calor).
  • Se for negativo, o processo é exotérmico (libera calor).
Como , que é negativo, concluímos que o processo é exotérmico.

Resposta

A variação de energia interna é , e o processo é exotérmico.

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a)
Calcule , e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos: quando e .
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.