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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e)
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b)