Para os seguintes processos, calcule a variação de energia interna do sistema e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico: uma amostra de 50 g de uma substância é resfriada de 30 para
, perdendo aproximadamente 3140 J de calor. [resp:
, exo]
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a variação da energia interna de um sistema quando uma amostra de 50 g de uma substância é resfriada de 30°C para 15°C, e descobrir se esse processo é endotérmico ou exotérmico. Para isso, vamos usar conceitos de termologia e primeira lei da termodinâmica.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a variação da energia interna (ΔE) de um sistema é dada pela primeira lei da termodinâmica, que é:
Aqui,
é o calor trocado e
é o trabalho realizado pelo sistema. No nosso caso, o exercício já nos diz que a substância perdeu 3140 J de calor. Como o calor está saindo do sistema,
é negativo:
Passo 3
Agora, vamos considerar o trabalho
. O exercício não menciona nenhum trabalho sendo realizado, como expansão ou compressão do gás. Então, podemos assumir que não houve trabalho realizado:
Passo 4
Com esses valores, vamos aplicar a primeira lei da termodinâmica para encontrar a variação da energia interna:
Passo 5
Agora, vamos determinar se o processo é endotérmico ou exotérmico. Se a energia interna diminui (
negativo), significa que o sistema perdeu energia, caracterizando um processo exotérmico. Se aumentasse, seria endotérmico.
Resposta
O processo é exotérmico.
Exercícios relacionados
Calcule
, e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos: o sistema absorve
de calor da vizinhança e a vizinhança executa 20 kJ de trabalho no sistema.
Calcule
, e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos: quando
e
.
Para os seguintes processos, calcule a variação de energia interna do sistema e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico: Uma reação química libera
de calor e não realiza trabalho na vizinhança.
, exo]
Compare as temperaturas críticas da amônia,
, e nitrogênio,
(consulta literatura). Qual dos dois gases tem as forças intermoleculares mais fortes? Por quê?