Um sistema ganha 1500 J de calor, enquanto a energia interna do sistema aumenta em 4500 J e o volume diminui em
. Suponha que a pressão fique constante e ache o seu valor.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um sistema que recebe 1500 J de calor, a energia interna dele aumenta em 4500 J e o volume diminui em
. A pressão fica constante. Vamos usar os conceitos de Termodinâmica, mais especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica. Precisaremos relacionar calor, trabalho e variação da energia interna para encontrar a pressão.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica diz que a variação da energia interna (
) é igual ao calor fornecido ao sistema (
) menos o trabalho realizado pelo sistema (
):
Aqui,
e
. Vamos encontrar o trabalho
.
Passo 3
Substituindo os valores na equação:
Resolvendo para
:
O trabalho negativo indica que o trabalho foi feito sobre o sistema, já que o volume diminuiu.
Passo 4
Sabemos que o trabalho em pressão constante é dado por:
Onde
é a pressão e
é a variação de volume. Queremos encontrar
. Temos:
Passo 5
Resolvendo para
:
Como
, podemos expressar a pressão como
.
Resposta
A pressão do sistema é de 300 kPa.