[2,5] Em uma determinada experiência, uma pessoa pedalou em uma bicicleta ergométrica e realizou 622 kJ de trabalho, enquanto perdeu 83 kJ de energia na forma de calor. Considerando que não houve outras perdas de energia, qual foi a variação da energia interna dessa pessoa?
Passo 1
O problema pergunta qual foi a variação da energia interna da pessoa durante a experiência. As informações dadas são: \n
- A pessoa realizou trabalho de
. \n - A pessoa perdeu energia na forma de calor de
. \n - Foi dito que não houve outras perdas ou ganhos de energia.
Passo 2
Apresento a lei da conservação de energia (primeira lei da termodinâmica) aplicada ao sistema “a pessoa”: \n
onde: \n
-
é a variação da energia interna do sistema (o que queremos achar); \n -
é o calor trocado com o ambiente, com sinal positivo quando o calor entra no sistema e negativo quando sai; \n -
é o trabalho realizado pelo sistema sobre o ambiente, com sinal positivo quando o sistema faz trabalho sobre o ambiente.
Passo 3
Interpretando os dados com a convenção de sinais: \n
- A pessoa “perdeu”
na forma de calor, ou seja, calor saiu do sistema → . \n - A pessoa “realizou trabalho” de
sobre a ergométrica, ou seja, o sistema fez trabalho sobre o ambiente → .
Passo 4
Agora substituímos na fórmula e calculamos passo a passo: \n
Somando os valores negativos:
Passo 5
Interpretação final: a variação da energia interna da pessoa foi negativa,
, ou seja, a pessoa perdeu
de energia interna durante a experiência. Essa energia saiu para o trabalho mecânico feito e para o calor liberado.