Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 50 N/m2 e o seu volume diminui 0,5m3. Durante o processo, o gás perde 15J de calor. A variação da energia interna do gás foi de:

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos um gás ideal que está sendo comprimido de forma isobárica (ou seja, a pressão fica constante) com uma pressão de 50 N/m². Durante essa compressão, o volume do gás diminui em 0,5 m³ e o gás perde 15 J de calor. Nosso objetivo aqui é encontrar a variação da energia interna desse gás.
Para resolver isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica, que relaciona a energia interna, o calor trocado e o trabalho realizado pelo sistema. Vamos precisar entender como calcular o trabalho feito durante a compressão e aplicar a fórmula da primeira lei para encontrar a variação da energia interna.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica, que é dada por:
De
Onde:
  • De é a variação da energia interna do gás.
  • Q é o calor trocado pelo sistema.
  • W é o trabalho realizado pelo sistema.
No nosso caso, o gás está perdendo calor, então Q = -15 J (o sinal negativo indica que o calor está saindo do sistema).

Passo 3

Agora, precisamos calcular o trabalho realizado pelo gás durante a compressão isobárica. Para processos isobáricos, o trabalho é calculado por:
W = P cdot De
Onde:
  • P é a pressão constante.
  • De é a variação do volume.
Sabemos que a pressão P = 50 N/m² e a variação do volume De m³ (o sinal negativo indica redução do volume).

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula do trabalho:
W = 50 , N/m² times (-0,5 , m³) = -25 , J ²³
O trabalho W = -25 J. O sinal negativo indica que o trabalho está sendo realizado sobre o sistema (compressão).

Passo 5

Agora que temos os valores de Q e W, vamos substituí-los na primeira lei da termodinâmica:
De

Resposta

A variação da energia interna do gás foi de 10 J.

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