Para os seguintes processos, calcule a variação na energia interna do sistema e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico: (a) um balāo é aquecido pela adição de 900 J de calor. Ele expande-se, realizando 422 J de trabalho na atmosfera, (b) uma amostra de 50 g é resfriada de
para
, nisso perdendo aproximadamente 3.140 J de calor; © uma reação química libera
de calor e não realiza trabalho na vizinhança.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos calcular a variação na energia interna (
) de três processos diferentes e determinar se cada um é endotérmico (absorve calor) ou exotérmico (libera calor). Para isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor (
), trabalho (
) e a variação da energia interna:
Aqui,
é o calor transferido para o sistema e
é o trabalho realizado pelo sistema.
Passo 2
Processo (a): Um balão é aquecido com a adição de 900 J de calor e realiza 422 J de trabalho na atmosfera.
Primeiro, identificamos os valores:
-
(calor entra no sistema) -
(trabalho é realizado pelo sistema)
Aplicando a fórmula:
Como
é positivo, a energia interna aumentou, indicando que o processo é endotérmico.
Passo 3
Processo (b): Uma amostra de 50 g é resfriada de
para
, perdendo aproximadamente 3.140 J de calor.
Informações:
-
(calor sai do sistema) - Não foi mencionado trabalho, então assumimos
Aplicando a fórmula:
Como
é negativo, a energia interna diminuiu, indicando que o processo é exotérmico.
Passo 4
Processo ©: Uma reação química libera 8,65 kJ de calor e não realiza trabalho na vizinhança.
Primeiros, convertemos kJ para J:
Informações:
-
(calor sai do sistema) -
(nenhum trabalho é realizado)
Aplicando a fórmula:
Como
é negativo, a energia interna diminuiu, indicando que o processo é exotérmico.
Resposta
(a)
— Endotérmico
(b)
— Exotérmico
©
— Exotérmico
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