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.
Exercícios relacionados
Seja
uma solução da equação de Schrödinger em uma dimensão com energia
. Mostre que a função de onda
também é uma solução com a mesma energia
, qualquer que seja o valor da constante A. (Esse resultado mostra que, quando normalizamos uma função de onda, não ocorre variação da energia associada com a função de onda.)
Para uma partícula relativística, a relação de de Broglie continua válida, porém o módulo do momento linear
é relacionado com a energia
pela equação relativística. A energia cinética é dada por
. Mostre que o comprimento de onda de de Broglie para uma partícula com energia cinética
e massa de repouso
é dada por:
.
Mostre que
é uma solução de
, com
. Aqui
é a constante diferente do número de ondas.
Mostre que, para uma partícula livre de massa m movendo-se em uma dimensão, a função
é uma solução para a equação de Schrödinger independente do tempo para quaisquer valores das constantes A e B .