Em uma certa reação exotérmica à pressão constante, 50 kJ de calor deixam o sistema e 20 kJ de energia deixam o sistema como trabalho de expansão para deixar espaço para os produtos. Quais os valores de a) e b) para este processo? R. a) -50 kJ b) -70 kJ

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma reação exotérmica à pressão constante. O conteúdo principal aqui é Termodinâmica, especificamente as variações de entalpia ( ) e energia interna ( ). Para resolver, vamos precisar entender como o calor e o trabalho influenciam essas grandezas na reação.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que em uma reação exotérmica, o sistema libera calor. Isso significa que o calor ( ) é negativo. Aqui, nos dizem que 50 kJ de calor deixam o sistema, então .

Passo 3

Como a reação ocorre à pressão constante, a variação de entalpia ( ) é igual ao calor trocado com o ambiente. A fórmula é:
Onde é o calor à pressão constante. Já que , temos:

Passo 4

Agora, vamos calcular a variação da energia interna ( ). A relação entre , , e o trabalho ( ) é dada por:
Como a pressão é constante, , e o trabalho de expansão é:
Portanto, podemos reescrever a equação como:
Nos dizem que o trabalho realizado pelo sistema é de 20 kJ, ou seja, (o sinal negativo indica que o trabalho é realizado pelo sistema).

Passo 5

Substituindo os valores na equação:
Simplificando:
Agora, isolando :

Resposta

a)
b)

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