Um sistema é aquecido de
a
e, em seguida, é comprimido. Se o calor transferido é de 100 J e o trabalho realizado é de 50 J , calcule a variação da energia interna.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão diz que um sistema é aquecido de
para
e depois comprimido. Durante esse processo, foi transferido um calor de 100 J para o sistema e realizado um trabalho de 50 J. Nosso objetivo é calcular a variação da energia interna desse sistema.
Para resolver isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica, que relaciona a variação da energia interna, o calor transferido e o trabalho realizado.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula da primeira lei da termodinâmica. Ela é expressa da seguinte maneira:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor transferido para o sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
É importante notar o sinal na fórmula: o calor
positivo significa que o sistema está recebendo calor, e o trabalho
positivo significa que o sistema está realizando trabalho sobre o ambiente.
Passo 3
Agora, vamos aplicar as informações dadas na questão na fórmula.
- O calor transferido para o sistema é de 100 J, então
. - O trabalho realizado é de 50 J. Como o trabalho está sendo realizado pelo sistema (ele está comprimindo algo), usamos
.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula da primeira lei:
Passo 5
Fazendo a conta:
Resposta
A variação da energia interna do sistema é de 50 J.