Em um cilindro de combustão, a variação de energia interna total…
(Princípios de Química, Atkins) Em um cilindro de combustão, a variação de energia interna total produzida pela queima de um combustível é −2.573 kJ. O sistema de resfriamento que circunda o cilindro absorve 947 kJ na forma de calor. Quanto trabalho pode ser realizado pelo combustível do cilindro?
Resolução
A Primeira Lei da Termodinâmica afirma que a variação da energia interna (ΔU) de um sistema fechado resulta da transferência de energia na forma de calor (q) e trabalho (W), e pode ser expressa pela equação:
Sabemos que o calor é a energia transferida devido à diferença de temperatura, ou seja, calor é a energia que flui de um corpo com temperatura mais alta para um corpo com temperatura mais baixa. Por convenção, o sinal de q é negativo quando a energia é absorvida do sistema pela vizinhança.
No problema em questão, o aparato de resfriamento absorve 947 kJ de energia do sistema, portanto: q = −947kJ. Com os valores ΔU e q conhecidos, podemos substituí-los na fórmula da Primeira Lei da Termodinâmica para encontrar W, conforme demonstrado a seguir:
O sinal negativo de W está de acordo com a convenção de que o trabalho é considerado negativo quando é realizado pelo sistema.
Portanto, o sistema realiza 1.626 kJ de trabalho sobre a vizinhança.
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