Sobre um sistema realiza-se um trabaTho de 3000 J e , em resposta, ele fornece 500 cal de calor durante o mesmo intervalo de tempo. A variação de energia interna do sistema durante esse processo é: (Dado: 1 cal=4,2 J.)
a) +2500 J
b) -990 J
c) +900 J
d) +2100 J
e) -2100 J

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um sistema que fez um trabalho de 3000 J e liberou 500 cal de calor. A gente precisa descobrir como isso afeta a energia interna do sistema. Para resolver isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona trabalho, calor e variação de energia interna. Vamos precisar converter as calorias para joules para manter tudo na mesma unidade.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as calorias em joules. Sabemos que:
1 , cal = 4,2 , J
Então, para 500 cal:
500 , cal times 4,2 , Jcal = 2100 , J
Isso significa que o sistema liberou 2100 J de calor.

Passo 3

Agora, vamos aplicar a Primeira Lei da Termodinâmica, que diz:
De
Onde:
  • é a variação da energia interna.
  • é o calor trocado (positivo se o sistema recebe calor, negativo se libera).
  • é o trabalho realizado pelo sistema (positivo se o sistema realiza trabalho, negativo se o trabalho é feito no sistema).
No nosso caso:
  • O sistema liberou calor, então .
  • O trabalho foi feito sobre o sistema, então .

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula:
De
Isso significa que a energia interna do sistema aumentou em 900 J.

Resposta

A variação de energia interna do sistema durante o processo é +900 J. opção c).

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