Fornecem-se 5,0 calorias de energia sob forma de calor a um sistema termodinâmico, enquanto se realiza sobre ele trabalho de 13 joules. Nessa transformação, a variação de energia interna do sistema é, em joules: (Dado: 1,0 cal
)
a) -8
b) 8
c) 13
d) 21
e) 34
a) -8
b) 8
c) 13
d) 21
e) 34
Passo 1
Vamos resolver um exercício de termodinâmica. O enunciado nos diz que um sistema termodinâmico recebe 5,0 calorias de energia na forma de calor e, ao mesmo tempo, está sendo realizado um trabalho de 13 joules sobre ele. Precisamos encontrar a variação da energia interna do sistema em joules. Para isso, vamos precisar entender a relação entre calor, trabalho e variação de energia interna, além de converter unidades de calorias para joules.
Passo 2
Primeiro, vamos converter as calorias para joules, já que a unidade padrão no Sistema Internacional é o joule (J). Sabemos que:
Então, para 5,0 calorias:
Ou seja, o sistema recebe 21,0 J de energia na forma de calor.
Passo 3
Agora, vamos aplicar a primeira lei da termodinâmica, que relaciona a variação da energia interna (
) com o calor (
) e o trabalho (
) realizados:
Aqui:
-
é o calor fornecido ao sistema (positivo se o sistema recebe calor). -
é o trabalho realizado pelo sistema (positivo se o sistema realiza trabalho sobre o ambiente).
No nosso caso, o trabalho é realizado sobre o sistema, o que significa que o sistema está recebendo trabalho. Portanto, devemos considerar
como positivo.
Passo 4
Substituindo os valores na equação:
Resposta
A variação de energia interna do sistema é 8 J.
Alternativa b) 8
Alternativa b) 8
Exercícios relacionados
Uma panela de pressão com água até a metade é colocada no fogo. Depois que a água está fervendo, a panela é retirada do fogo e, assim que a água pára de ferver, ela é colocada debaixo de uma torneira de onde sai água fria. É observado que a água dentro da panela volta a ferver. Isto se deve ao fato de:
a) a água fria esquentar ao entrar em contato com a panela, aumentando a temperatura interna
b) a temperatura da panela abaixar, contraindo o metal e aumentando a pressão interna
c) a água fria fazer com que o vapor dentro da panela condense, aumentando a pressão interna
d) a temperatura da panela abaixar, dilatando o metal e abaixando a pressão interna
e) a água fria fazer com que o vapor dentro da panela condense, abaixando a pressão interna
a) a água fria esquentar ao entrar em contato com a panela, aumentando a temperatura interna
b) a temperatura da panela abaixar, contraindo o metal e aumentando a pressão interna
c) a água fria fazer com que o vapor dentro da panela condense, aumentando a pressão interna
d) a temperatura da panela abaixar, dilatando o metal e abaixando a pressão interna
e) a água fria fazer com que o vapor dentro da panela condense, abaixando a pressão interna
Um pesquisador, ao realizar a leitura da temperatura de um determinado sistema, obteve o valor -450 . Considerando as escalas usuais (Celsius, Fahrenheit e Kelvin), podemos afirmar que o termômetro utilizado certamente nấo poderia estar graduado:
a) apenas na escala Celsius
b) apenas na escala Fahrenheit
c) apenas na escala Kelvin
d) nas escalas Celsius e Kelvin
e) nas escalas Fahrenheit e Kelvin
a) apenas na escala Celsius
b) apenas na escala Fahrenheit
c) apenas na escala Kelvin
d) nas escalas Celsius e Kelvin
e) nas escalas Fahrenheit e Kelvin
(Potencial - cargas pontuais): Três partículas pontuais idênticas de carga
estão nos vértices de um triângulo equilátero que está circunscrito por uma circunferência de raio
contido no plano
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