Quando o gelo se funde a 0^circ C, 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 0^circ C 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) de um sistema é igual ao calor fornecido ( Q) menos o trabalho realizado pelo sistema ( W):
De

Passo 3

No caso do gelo derretendo, o processo ocorre a pressão constante e temperatura constante ( 0^circ C). Quando o gelo derrete, seu volume diminui, ou seja, há uma contração. O trabalho realizado pelo sistema é dado por:
W = P cdot De
Como o volume diminui, De é negativa, então W também é negativo.

Passo 4

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

Resposta

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

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