Determine a variação da energia interna do ar em um contêiner onde a temperatura é aumentada pela transferência de 50 de calor.

Para resolver o problema devemos realizar um balanço de energia por unidade de massa neste sistema:

O lado esquerdo da equação representa a quantidade líquida de energia transferida na forma de trabalho e calor. Já o lado direito representa a variação de energia no sistema na forma de energia potencial, energia cinética ou energia interna.

Reescrevendo a equação, temos:

Como o problema não informa nada sobre uma diferença nas energias cinética e potencial dos estados inicial e final do sistema, temos que .

Além disso, o problema afirma que o sistema é aquecido, ou seja, energia em forma de calor é adicionada ao sistema. Logo, .

Além disso, como há trabalho de fronteira no processo que sai do sistema, ou seja e .

Sendo assim, nosso balanço se torna:

Substituindo o termo do trabalho de fronteira pela sua definição como integral:

Como o processo é a volume constante, não há variação infinitesimal de volume, e .

Logo:

Portanto, a variação de energia interna é: