Uma amostra de gás em um sistema com pistão se expande…
(Princípios de Química, Atkins) Uma amostra de gás em um sistema com pistão se expande, realizando 536 kJ de trabalho sobre a vizinhança ao mesmo tempo que 214 kJ de calor são adicionados ao gás.
a) Qual é a variação de energia interna do gás durante o processo?
b) A pressão do gás será maior ou menor no término do processo?
Resolução
Conforme estabelece a 1ª Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna (ΔU) de um sistema é igual à soma da transferência de energia na forma de calor (q) e de trabalho (W), como demonstrado pela fórmula a seguir.
No caso do sistema em questão, observamos que o gás se expande (o que implica que W < 0) e absorve calor (portanto, q > 0). Dessa forma, substituindo os valores fornecidos temos:
Portanto, a variação da energia interna do sistema é −322 kJ. Isso indica que a energia interna do sistema diminuiu em 322 kJ, resultado da combinação da absorção de calor e da realização de trabalho pelo gás durante a expansão.
b) A pressão no final do processo é menor, o que indica que a diminuição da pressão devido à expansão do gás foi maior do que o aumento da pressão causado pelo aumento da temperatura, resultante da adição de calor. Em outras palavras, a expansão do gás teve um efeito mais significativo na redução da pressão do que o calor adicionado teve no aumento da temperatura e, consequentemente, na pressão.
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