Uma quantidade de 7,5 kJ de calor é adicionada a um sistema fechado, enquanto a sua energia interna diminui de 12 kJ . (a) Qual a quantidade de energia transferida na forma de trabalho?
Resposta: (a) W=-19500 J

Passo 1

Vamos entender o que está acontecendo aqui: estamos adicionando 7,5 kJ de calor a um sistema fechado, mas a energia interna desse sistema está diminuindo em 12 kJ. O assunto envolvido é a Primeira Lei da Termodinâmica, que basicamente diz como o calor e o trabalho estão relacionados à variação da energia interna de um sistema. Para resolver isso, precisamos aplicar essa lei para encontrar a quantidade de energia transferida na forma de trabalho.

Passo 2

A Primeira Lei da Termodinâmica é expressa pela equação:
De
Onde:
  • De é a variação da energia interna do sistema.
  • Q é o calor fornecido ao sistema.
  • W é o trabalho realizado pelo sistema.
Aqui, queremos descobrir o valor de W.

Passo 3

Vamos reorganizar a equação para isolar W:
W = De
Isso nos permite calcular o trabalho sabendo a variação da energia interna e o calor fornecido.

Passo 4

Substituindo os valores que temos:
W = (-12,000 J) - (7,500 J) = -19,500 J
O sinal negativo indica que o trabalho foi realizado pelo sistema para o ambiente.

Resposta

(a) W=-19500 J

Exercícios relacionados

Um cilindro isolado, equipado com um pistão sem atrito, tem em seu interior um fluido incompressível (com densidade constante). Energia na forma de trabalho pode ser transferida para o fluido? Qual é a variação na energia interna do fluido quando a pressão é aumentada de P1 para P2 ?
Defina sistema termodinâmico e diferencie sistema aberto, fechado e adiabático. Dê um exemplo de um processo químico que represente um sistema aberto e um processo químico que representa um sistema fechado.
Um gás está confinado em um cilindro com 0,47 m de diâmetro por um pistão, sobre o qual repousa um contrapeso. Juntos, o pistão e o contrapeso têm massa 150 kg . A aceleração da gravidade local é de 9,813 m cdot s^-2 e a pressão atmosférica é 101,57 kPa.
(a) Qual é a força em newtons exercida sobre o gás pela atmosfera e pelo conjunto pistãocontrapeso, considerando que não há atrito entre o pistão e o cilindro? Resposta: F atm =0,1761. 10^5 N ; F pistão-contrapeso =1471 Nã.
Que frequência ( f0 ) o ouvinte que trafega com velocidade de V0=15,0 m / s percebe o som da sirene?