11-Um corpo recebe 40 Joules de calor de um outro corpo e rejeita 10 Joules para um ambiente. Simultaneamente, o corpo realiza um trabalho de 200 Joules. Estabeleça, baseado na primeira lei da termodinâmica, o que acontece com a temperatura do corpo em estudo.

Passo 1

O enunciado nos diz que um corpo recebe \,40\,\mathrm{J} de calor de outra fonte, rejeita \,10\,\mathrm{J} para o ambiente e simultaneamente realiza \,200\,\mathrm{J} de trabalho. O conteúdo envolvido é a primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor trocado, trabalho realizado e variação de energia interna, e usamos essa lei para inferir o que ocorre com a temperatura do corpo.

Passo 2

Calcular o calor líquido recebido pelo corpo:
Q_{\text{líquido}} = Q_{\text{in}} - Q_{\text{out}} = 40 - 10 = 30\,\mathrm{J}.í

Passo 3

Aplicar a primeira lei da termodinâmica, que para a convenção “calor entra positivo, trabalho sai positivo” é
\Delta U = Q_{\text{líquido}} - W = 30 - 200 = -170\,\mathrm{J}.í

Passo 4

Como \Delta U<0, a energia interna do corpo diminui. Em um sistema simples (por exemplo, um gás ideal) vale
\Delta U = n\,C_v\,\Delta T,
portanto \Delta U<0 implica \Delta T<0. Logo, a temperatura do corpo diminui.

Resposta

A temperatura do corpo diminui.

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