Um gás contido em um cilindro é comprimido, enquanto 500 J de calor são adicionados ao sistema. Se o trabalho realizado pelo gás durante a compressão for de 300 J, qual será a variação da energia interna do gás?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um gás dentro de um cilindro que está sendo comprimido. Durante esse processo, 500 J de calor são adicionados ao sistema e o trabalho realizado pelo gás é de 300 J. Nosso objetivo é encontrar a variação da energia interna desse gás. Para isso, vamos usar o conteúdo de Termodinâmica, especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e a energia interna.

Passo 2

A Primeira Lei da Termodinâmica é fundamental para resolver esse problema. Ela nos diz que a variação da energia interna do sistema ( De) é igual ao calor adicionado ao sistema ( Q) menos o trabalho realizado pelo sistema ( W). A fórmula fica assim:
De

Passo 3

Vamos identificar os valores que temos:
  • O calor adicionado ao sistema ( Q) é de 500 J.
  • O trabalho realizado pelo gás ( W) é de 300 J.
Mas atenção! Como o gás está sendo comprimido, o trabalho está sendo realizado sobre o gás, não pelo gás. Isso significa que o trabalho realizado pelo gás é negativo em relação à energia que ele ganha. Então, W = -300 , J.

Passo 4

Agora, substituímos os valores na fórmula da Primeira Lei da Termodinâmica:
De

Passo 5

Fazendo a conta:
De

Resposta

A variação da energia interna do gás é de 800 , J.

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