Um sistema com um volume de 25,00 L absorve exatamente 1,000 kJ de calor. Calcule De para o sistema se: © o sistema expande para um volume de 42,63 L, contra uma pressão constante de 0,560 atm.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de termodinâmica! O enunciado diz que um sistema com um volume inicial de 25,00 L absorve 1.000 kJ de calor. Queremos calcular a variação da energia interna ( De) quando o sistema expande para 42,63 L mantendo a pressão constante de 0,560 atm. Para isso, vamos precisar usar o conceito de calor ( q), trabalho ( w) e a primeira lei da termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a primeira lei da termodinâmica é dada por:
De
Aqui, De é a variação da energia interna, q é o calor trocado e w é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 3

Sabemos que o sistema absorveu 1.000 kJ de calor, então:
q = +1.000 , kJ
O sinal positivo indica que o calor foi absorvido pelo sistema.

Passo 4

Agora, vamos calcular o trabalho realizado pelo sistema durante a expansão. Como a pressão é constante, usamos a fórmula:
w = -P De
O sinal negativo indica que o trabalho é realizado pelo sistema sobre o ambiente.

Passo 5

Calculamos a variação de volume ( De):
De

Passo 6

Precisamos converter as unidades de pressão e volume para calcular o trabalho em kJ. Sabemos que:
1 , L cdot atm = 101,325 , J
Então, primeiro, calculamos P De:
P De
Agora, convertendo para kJ:
w = -9,8728 , L cdot atm times 101,325 , JL cdot atm times 1 , kJ1000 , J approx -1,000 , kJ

Passo 7

Agora que temos q e w, vamos usar a primeira lei da termodinâmica para encontrar De:
De

Resposta

A variação da energia interna ( De) do sistema é 0 , kJ.

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