Um sistema é aquecido de
a
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
para
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 um sistema é igual ao calor (
) que entra no sistema menos o trabalho (
) que o sistema realiza. A fórmula é:
Mas como o sistema está em repouso depois de ser aquecido, ele não realiza nenhum trabalho (
). Então, a fórmula simplifica para:
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 (
) é de 150 J e o calor transferido (
) é de 100 J. A energia interna final (
) será:
Como
, fica:
Resposta
A energia interna final do sistema é de 250 J.