Ao se exercitar, um levantador de pesos perde 0,150 kg 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 times 10^5 J. Supondo que o calor latente de evaporação da transpiração seja de 2,42 × 10^6 J / kg, 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 1,40 times 10^5 J. 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 ( De) 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:
Q = m times L
onde:
  • Q é o calor perdido,
  • m é a massa de água evaporada,
  • L é o calor latente de evaporação.
Substituindo os valores:
Q = 0,150 kg times 2,42 times 10^6 J/kg = 3,63 times 10^5 J
Então, o calor perdido é 3,63 times 10^5 J.

Passo 4

Agora, consideramos o trabalho realizado pelo levantador ao levantar os pesos, que é 1,40 times 10^5 J.

Passo 5

A primeira lei da termodinâmica nos diz que a variação da energia interna ( De) é igual ao calor adicionado ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema:
De
Neste caso, o calor Q está sendo perdido (evaporado), então devemos considerar como negativo:
De

Passo 6

Somando os valores:
De

Resposta

A variação da energia interna do levantador de pesos é de -5,03 times 10^5 J.

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