Um sistema é resfriado de
a
e, em seguida, é expandido. Se o calor transferido é de -50 J e o trabalho realizado é de -30 J, calcule a variação da energia interna.
Passo 1
Resumindo o problema: temos um sistema que é resfriado de
para
e depois é expandido. Durante esse processo, o calor transferido é de
J e o trabalho realizado é de
J. A matéria envolvida aqui é a Termodinâmica, mais especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona a variação da energia interna com o calor e o trabalho. Para resolver, vamos precisar entender essa lei e como calcular a variação da energia interna.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica estabelece que a variação da energia interna (
) de um sistema é igual ao calor (
) fornecido ao sistema menos o trabalho (
) realizado pelo sistema. A fórmula é:
Neste caso, o calor transferido é
J (o sinal negativo indica que o calor está saindo do sistema) e o trabalho realizado é
J (o sinal negativo indica que o trabalho está sendo realizado sobre o sistema).
Passo 3
Substituindo os valores na fórmula:
Simplificando a expressão:
Resposta
A variação da energia interna do sistema é de
J.