A variação da energia interna do sistema quando este vai do estado A até o estado C, explicando o significado físico do sinal dessa variação de energia.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente calcular a variação da energia interna de um sistema quando ele vai do estado A até o estado C. Isso é coisa da termodinâmica, uma área da física que estuda como a energia se transforma e se transfere. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é energia interna e como calcular sua variação usando as leis da termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é energia interna. A energia interna ( ) de um sistema é a soma de todas as energias microscópicas das partículas que compõem o sistema, como vibrações, movimentos e interações entre elas. Ela depende apenas do estado do sistema, ou seja, das condições como temperatura, pressão e volume.

Passo 3

A variação da energia interna ( ) quando o sistema passa de um estado inicial ( ) para um estado final ( ) é dada pela diferença entre a energia interna final ( ) e a inicial ( ):

Passo 4

Agora, vamos interpretar o significado físico do sinal dessa variação:
  • Se : Isso significa que a energia interna aumentou. Fisicamente, o sistema absorveu energia do ambiente. Pode ser através de calor ( ) ou trabalho ( ) realizado sobre o sistema.
  • Se : Significa que a energia interna diminuiu. Nesse caso, o sistema liberou energia para o ambiente, seja na forma de calor ou realizando trabalho.

Passo 5

É importante notar que, segundo a primeira lei da termodinâmica, a variação da energia interna está relacionada ao calor trocado e ao trabalho realizado:
Onde:
  • é o calor trocado (positivo se o sistema absorve calor).
  • é o trabalho realizado pelo sistema (positivo se o sistema realiza trabalho).

Passo 6

Então, resumindo, para encontrar , precisamos conhecer as energias internas nos estados A e C. O sinal de nos diz se o sistema ganhou ou perdeu energia durante a transição.

Resposta

A variação da energia interna quando o sistema vai do estado A ao estado C é . Se for positiva, significa que o sistema ganhou energia interna; se for negativa, o sistema perdeu energia interna para o ambiente.

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