Uma amostra de gás aquecida em um cilindro consome 524 kJ…
(Princípios de Química, Atkins) Uma amostra de gás aquecida em um cilindro consome 524 kJ de energia na forma de calor. Ao mesmo tempo, um pistão comprime o gás e realiza 340 kJ de trabalho. Qual é a variação de energia interna durante o processo?
Resolução
Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna (ΔU) de um sistema fechado é o resultado da transferência de energia na forma de calor (q) e trabalho (W), conforme demonstrado pela fórmula:
O calor é definido como a energia transferida devido a uma diferença de temperatura. Em outras palavras, o calor é a quantidade de energia que flui de um corpo com temperatura mais alta para um corpo com temperatura mais baixa.
De acordo com o enunciado, o calor envolvido no aquecimento do gás é de +524 kJ. O gás está absorvendo calor da vizinhança, e por convenção, a absorção de calor pelo sistema é indicada por um sinal positivo. O trabalho também é positivo (W > 0), uma vez que se trata da compressão de um gás. Agora, substituindo os valores na fórmula da Primeira Lei, temos:
Portanto, a variação da energia interna da amostra de gás aquecida e comprimida é de +864 kJ.
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