Quando o gelo se funde a , seu volume diminui. A variação de sua energia interna é maior, menor ou igual ao calor fornecido ao gelo? Como você sabe disso?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre o gelo que derrete a e como o volume dele diminui nesse processo. A matéria envolvida aqui é Termodinâmica, especificamente sobre as mudanças de fase e a relação entre energia interna e calor fornecido. Vamos precisar entender a primeira lei da termodinâmica e como a variação de volume impacta a energia interna durante a fusão do gelo.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a primeira lei da termodinâmica, que diz que a variação da energia interna ( ) de um sistema é igual ao calor fornecido ( ) menos o trabalho realizado pelo sistema ( ):

Passo 3

No caso do gelo derretendo, o processo ocorre a pressão constante e temperatura constante ( ). Quando o gelo derrete, seu volume diminui, ou seja, há uma contração. O trabalho realizado pelo sistema é dado por:
Como o volume diminui, é negativa, então também é negativo.

Passo 4

Substituindo negativo na primeira lei da termodinâmica:
Isso mostra que a variação da energia interna ( ) é maior que o calor fornecido ( ), porque estamos adicionando o valor absoluto do trabalho realizado.

Resposta

A variação da energia interna é maior que o calor fornecido ao gelo.

Exercícios relacionados

Um cilindro alto com área da seção reta igual a está parcialmente cheio de mercúrio; a superfície do mercúrio está acima do fundo do cilindro. Despeja-se água lentamente sobre o mercúrio, e os dois fluidos não se misturam. Que volume de água deve ser acrescentado para dobrar a pressão manométrica no fundo do cilindro?
Mostre que se for menor que certo valor limite , a força (ainda orientada ao longo do cabo) será insuficiente para fazer o pano de chão deslizar. Calcule o valor de .
Determine a energia potencial elétrica de uma carga elétrica de colocada em um ponto P cujo potencial elétrico é .
Uma partícula com carga se desloca do ponto A ao ponto B , que se localizam numa região em que existe um campo elétrico. Durante esse deslocamento, a força elétrica realiza um trabalho igual a sobre a partícula. A diferença de potencial entre os dois pontos considerados vale, em V.