Em cada ciclo de operação, um motor térmico recebe 440J de calor e realiza trabalho com 28 % de eficiência. Para um ciclo, determine
A variação da energia interna da substância de trabalho.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre um motor térmico que recebe 440 J de calor e tem uma eficiência de 28%. Nosso objetivo é descobrir qual é a variação da energia interna da substância de trabalho nesse ciclo. Vamos usar conceitos de termodinâmica, especificamente a primeira lei da termodinâmica, para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que é eficiência. A eficiência de um motor térmico é a relação entre o trabalho que ele realiza e a quantidade de calor que ele recebe. Isso é dado pela fórmula:
eta = WQH
Onde:
  • eta é a eficiência,
  • W é o trabalho realizado,
  • QH é o calor recebido.

Passo 3

Sabemos que a eficiência eta é 28%, ou seja, 0,28 em forma decimal, e o calor recebido QH é 440 J. Podemos rearranjar a fórmula para encontrar o trabalho W:
W = eta times QH = 0,28 times 440,J
Calculando isso:
W = 123,2,J
Então, o trabalho realizado pelo motor é de 123,2 J por ciclo.

Passo 4

Agora, vamos usar a primeira lei da termodinâmica, que diz:
De
Onde:
  • De é a variação da energia interna,
  • Q é o calor fornecido ao sistema,
  • W é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 5

No caso de um ciclo completo, o sistema retorna ao estado inicial. Isso significa que a variação da energia interna De ao final do ciclo é zero. Então:
0 = Q - W

Resposta

A variação da energia interna da substância de trabalho no ciclo é zero.

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