Calcule e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos: (a) um sistema libera 113 kJ de calor para a vizinhança e realiza 39 kJ de trabalho na vizinhança; (b) ; © o sistema absorve de trabalho da vizinhança.

Passo 1

Beleza, galera! Vamos resolver esse exercício que pede para calcular a variação de energia interna, , e identificar se o processo é endotérmico ou exotérmico. A matéria envolvida aqui é a Termodinâmica, especificamente o primeiro princípio da termodinâmica, que relaciona calor ( ) e trabalho ( ) na variação de energia interna. Para resolver, vamos precisar somar esses dois valores para encontrar e analisar os sinais para determinar a natureza do processo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a fórmula . Aqui, representa a variação de energia interna do sistema. é o calor trocado com a vizinhança: se for positivo, o sistema absorve calor (endotérmico); se for negativo, o sistema libera calor (exotérmico). é o trabalho realizado pelo sistema: se for positivo, o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança; se for negativo, o sistema recebe trabalho.

Passo 3

Vamos resolver a parte (a):
O sistema libera 113 kJ de calor para a vizinhança e realiza 39 kJ de trabalho na vizinhança.
  • Aqui, kJ (porque o sistema está liberando calor).
  • kJ (porque o sistema está realizando trabalho sobre a vizinhança).
Calculando :
Para identificar se é endotérmico ou exotérmico, olhamos para :
  • Como é negativo, o processo é exotérmico.

Passo 4

Agora, vamos para a parte (b):
kJ e kJ.
  • Aqui, kJ (o sistema está absorvendo calor).
  • kJ (o sistema está realizando trabalho sobre a vizinhança).
Calculando :
Analisando :
  • Como é positivo, o processo é endotérmico.

Passo 5

Por fim, a parte ©:
O sistema absorve 63,5 kJ de trabalho da vizinhança.
  • Aqui, kJ (o sistema está recebendo trabalho).
  • Não há informação sobre , então assumimos kJ.
Calculando :
Analisando :
  • Como , não há troca de calor, então o processo não é nem endotérmico nem exotérmico. Porém, como é positivo, a energia interna do sistema aumentou devido ao trabalho recebido.

Resposta

(a) e o processo é exotérmico.
(b) e o processo é endotérmico.
© e o processo não é nem endotérmico nem exotérmico, mas a energia interna do sistema aumentou.

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