Calcule o
e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico nos seguintes casos:
Um sistema libera
de calor para sua vizinhança, enquanto a vizinhança realiza
de trabalho no sistema.
Um sistema libera
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede o que vou calcular:
- O sistema libera
de calor para a vizinhança. - A vizinhança realiza
de trabalho no sistema.
O que se pede: - Calcular
(variação da energia interna do sistema). - Determinar se o processo é endotérmico ou exotérmico.
Passo 2
Relembrando a primeira lei da termodinâmica (a “conta de energia” para o sistema): em forma geral podemos escrever a relação de duas maneiras equivalentes, dependendo de como se define o sinal do trabalho:
- Se
é o trabalho realizado sobre o sistema (trabalho recebido pelo sistema), então
- Se
é o trabalho realizado pelo sistema sobre a vizinhança, então
Aqui vamos usar a primeira forma porque o enunciado diz explicitamente que a vizinhança realiza trabalho no sistema (ou seja, trabalho sobre o sistema é positivo).
Explicando as grandezas:
-
é o calor trocado com o sistema. se o sistema recebe calor (endotérmico), se o sistema libera calor (exotérmico). -
é o trabalho efetuado sobre o sistema; quando a vizinhança faz trabalho sobre o sistema.
Passo 3
Identificar os sinais das quantidades dadas:
- O sistema libera
para a vizinhança, logo (negativo porque sai calor do sistema). - A vizinhança realiza
de trabalho no sistema, logo .
Passo 4
Aplicar a primeira lei com os sinais identificados:
Passo 5
Fazer a conta passo a passo (sem pular etapas):
- Some os dois termos com os sinais:
- Portanto
Interpretação física:
significa que a energia interna do sistema diminuiu; o sistema perdeu energia líquida para a vizinhança.
Passo 6
Determinar se o processo é endotérmico ou exotérmico:
- A classificação depende do sinal de
. Aqui , ou seja, o sistema liberou calor. - Logo o processo é exotérmico (o sistema liberou calor para o ambiente).
Resposta
Exotérmico