Ao se exercitar, um levantador de pesos perde
de água por evaporação, com o calor necessário para evaporar a água vinda do corpo do levantador de pesos. O trabalho realizado no levantamento de pesos é igual a 1,40
. Supondo que o calor latente de evaporação da transpiração seja de 2,42 ×
, determine a variação da energia interna do levantador de pesos.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício nos conta que um levantador de pesos perde 0,150 kg de água por evaporação enquanto faz um trabalho de
. A gente precisa descobrir qual foi a variação da energia interna desse levantador. Para resolver isso, vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a primeira lei da termodinâmica, que relaciona a energia interna, o calor e o trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo. Quando o levantador transpira, ele está perdendo água através da evaporação. Essa evaporação requer energia, que é tirada da energia interna do corpo dele. Além disso, ele está realizando um trabalho ao levantar os pesos. A variação da energia interna (
) será a soma das energias envolvidas nesse processo.
Passo 3
Vamos calcular o calor necessário para evaporar a água perdida. Isso é dado pela fórmula:
onde:
-
é o calor perdido, -
é a massa de água evaporada, -
é o calor latente de evaporação.
Substituindo os valores:
Então, o calor perdido é
.
Passo 4
Agora, consideramos o trabalho realizado pelo levantador ao levantar os pesos, que é
.
Passo 5
A primeira lei da termodinâmica nos diz que a variação da energia interna (
) é igual ao calor adicionado ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema:
Neste caso, o calor
está sendo perdido (evaporado), então devemos considerar como negativo:
Passo 6
Somando os valores:
Resposta
A variação da energia interna do levantador de pesos é de
.