Em certo processo, o calor liberado pelo sistema é 2,15 × 10 5   J e, ao mesmo tempo, o sistema se contrai sob a ação de uma pressão externa constante igual a 9,50 × 10 5   P a . A energia interna é a mesma no estado inicial e no estado final. Calcule a variação de volume do sistema. (O sistema não é um gás ideal.)

Passo 1

A variação da energia interna é constante no processo do enunciado, a primeira lei da termodinâmica fica:

∆ U = Q - W = 0

Q = W

Passo 2

E como o processo ocorre a pressão constante, podemos usar a relação entre o trabalho do gás e a variação de volume, mesmo o gás não sendo ideal, já que a equação não depende das propriedades do gás:

W = P ∆ V

Substituindo W por Q como deduzimos antes, e isolando a variação de volume:

∆ V = Q P

Colocando os valores dados no enunciado:

∆ V = - 2,15 × 10 5   J 9,50 × 10 5   P a = - 0,226   m 3

O valor do calor foi colocado negativo porque o gás libera esse calor conforme o enunciado.

Resposta

∆ V = - 0,226   m 3

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