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.

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