A variação de energia interna para a combustão de 1,0 mol de metano em um cilindro é 892,4 kJ. Se um pistão conectado ao cilindro realiza 492 kJ de trabalho de expansão devido à combustão, quanto calor é perdido pelo sistema (mistura reacional) durante este processo?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a variação de energia interna na combustão de 1 mol de metano em um cilindro. A gente vai trabalhar com conceitos de termodinâmica, especificamente a primeira lei, que relaciona energia interna, calor e trabalho. Para resolver, vamos precisar entender a fórmula da primeira lei da termodinâmica e como aplicar os sinais de cada termo.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica, que é assim:
De
Aqui, é a variação da energia interna, é o calor trocado e é o trabalho realizado.

Passo 3

No enunciado, a variação de energia interna ( De) é dada como 892,4 kJ. Como é uma combustão, que libera energia, é positiva:

Passo 4

O trabalho realizado pelo pistão durante a expansão é de 492 kJ. Como o trabalho é feito pelo sistema (o cilindro) para o ambiente, usamos um sinal positivo para W = 492 , kJ :

Passo 5

Agora, queremos descobrir o calor perdido pelo sistema, que é o Q = De. Vamos rearranjar a fórmula da primeira lei para isolar o :

Passo 6

Substituindo os valores que temos na fórmula:
Q = 892,4 , kJ + 492 , kJ = 1384,4 , kJ

Resposta

O calor perdido pelo sistema durante o processo é de 1384,4 kJ.

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