Um sistema é aquecido de 20^circ C a 95^circ C e, em seguida, é mantido em repouso. Se a energia interna inicial é de 150 J e o calor transferido é de 100 J , calcule a energia interna final.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um sistema que é aquecido de 20^circ C para 95^circ C e depois fica parado. A gente sabe que a energia interna inicial desse sistema é de 150 J e que foi transferido um calor de 100 J para ele. O que precisamos descobrir é qual foi a energia interna final desse sistema. Para resolver isso, vamos usar o conceito de Energia Interna da termodinâmica, especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona energia interna, calor e trabalho.

Passo 2

A Primeira Lei da Termodinâmica nos diz que a variação da energia interna ( De) de um sistema é igual ao calor ( Q) que entra no sistema menos o trabalho ( W) que o sistema realiza. A fórmula é:
De
Mas como o sistema está em repouso depois de ser aquecido, ele não realiza nenhum trabalho ( W = 0). Então, a fórmula simplifica para:
De
Isso significa que a mudança na energia interna é apenas igual ao calor transferido.

Passo 3

Agora, vamos aplicar os valores que temos na fórmula. Sabemos que a energia interna inicial ( Uinicial) é de 150 J e o calor transferido ( Q) é de 100 J. A energia interna final ( Ufinal) será:
Ufinal = Uinicial + De
Como De, fica:
Ufinal = 150, J + 100, J

Resposta

A energia interna final do sistema é de 250 J.

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