Calcule o trabalho para um sistema que absorve 150 kJ de calor durante um processo para o qual o aumento da energia interna é 120kJ. O trabalho foi realizado sobre ou pelo sistema durante este processo?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está nos dizendo. Temos um sistema que absorveu 150 kJ de calor e a energia interna dele aumentou em 120 kJ. Nosso objetivo é descobrir quanto trabalho foi realizado nesse processo e se esse trabalho foi feito sobre o sistema ou pelo sistema.
Passo 2
Para resolver isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica. Essa lei é como uma versão da lei de conservação da energia, mas aplicada a sistemas termodinâmicos. A fórmula é:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor absorvido pelo sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Passo 3
Vamos reorganizar essa fórmula para encontrar o trabalho
:
Agora, substituímos os valores que temos:
Passo 4
Interpretando o resultado:
- Se
for positivo, isso significa que o sistema realizou trabalho sobre o ambiente. - Se
fosse negativo, significaria que o trabalho foi realizado sobre o sistema.
Como nosso
deu 30 kJ (positivo), concluímos que o sistema realizou 30 kJ de trabalho sobre o ambiente.
Resposta
O trabalho realizado foi de 30 kJ, e esse trabalho foi realizado pelo sistema sobre o ambiente.