Um sistema passa um processo em duas etapas. Na primeira etapa, a energia interna do sistema aumenta de 228 J quando 166 J de trabalho são realizados sobre o sistema. Na segunda etapa, a energia interna do sistema aumenta em 115 J quando 177 J de trabalho são realizados sobre o sistema. Determine o calor para o processo global. Que tipo de processo é o processo global? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um sistema que passa por duas etapas onde a energia interna aumenta em cada uma delas. Vamos trabalhar com a Primeira Lei da Termodinâmica, que é essencial para entender como energia, trabalho e calor se relacionam. Para resolver, vamos precisar calcular o calor total envolvido no processo global.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a Primeira Lei da Termodinâmica, que diz:
Aqui,
é a variação da energia interna,
é o calor trocado e
é o trabalho realizado. No nosso caso, quando o trabalho é realizado sobre o sistema,
é positivo.
Passo 3
Vamos aplicar essa fórmula para cada uma das duas etapas.
Primeira Etapa:
Substituindo na fórmula:
Para encontrar
, isolamos:
Passo 4
Segunda Etapa:
Aplicando a fórmula:
Isolando
:
Passo 5
Agora, vamos somar as duas etapas para encontrar o calor total do processo global.
Passo 6
Como o calor total
é zero, isso significa que não houve troca de calor com o ambiente durante o processo global. Quando
, o processo é chamado de Processo Adiabático.
Resposta
O calor para o processo global é 0 J. Portanto, o processo global é um processo adiabático, pois não houve troca de calor com o ambiente.