Um sistema termodinâmico realiza um trabalho de 200 J sobre as suas vizinhanças, enquanto sua energia interna diminui 150 J . Calcule a quantidade de calor trocada pelo sistema com as suas vizinhanças.
Passo 1
Vamos entender o problema: um sistema realiza um trabalho de 200 J sobre as suas vizinhanças e sua energia interna diminui em 150 J. Vamos resolver isso usando a Termodinâmica, mais especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona energia interna, calor e trabalho.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica é expressa pela fórmula:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é a quantidade de calor trocada pelo sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema sobre as vizinhanças.
Passo 3
Vamos identificar os valores fornecidos no problema:
- A energia interna diminui em 150 J, então
(negativo porque a energia interna diminui). - O trabalho realizado é de 200 J, então
.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula da Primeira Lei da Termodinâmica:
Passo 5
Agora, vamos resolver para encontrar
:
Resposta
A quantidade de calor trocada pelo sistema com as suas vizinhanças é de
.
Exercícios relacionados
Determine a
de uma mistura de 10 mols de
e 2 mols de
à
.
Um gás ideal sofre uma expansão isobárica a 2 atm, de um volume inicial de 1 L para um volume final de 3 L. Sabendo que o gás absorve 500 J de calor nesse processo, determine a variação de sua energia interna.
Derive a relaçâo
para um gás que obedeça a seguinte equaçăo de estado:
Um mol de um gás diatômico ideal sofre uma expansão isotérmica a 300 K , dobrando seu volume. Determine o trabalho realizado pelo gás e a quantidade de calor trocada.