Calcule \Delta \mathrm{U} e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos:
um sistema libera 113 kJ de calor para a vizinhança e realiza 39 kJ de trabalho na vizinhança;

Passo 1

O enunciado diz que um sistema libera 113\\ \mathrm{kJ} de calor para a vizinhança e realiza 39\\ \mathrm{kJ} de trabalho sobre ela. O conteúdo aqui é a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona a variação de energia interna \Delta U com o calor Q trocado e o trabalho W.

Passo 2

Adotamos a convenção
\Delta U = Q - W,
onde Q é o calor recebido pelo sistema e W é o trabalho realizado pelo sistema. Como o sistema libera calor, temos
Q = -113\\ \mathrm{kJ},
e como ele realiza trabalho de 39\\ \mathrm{kJ}, ficamos com
W = 39\\ \mathrm{kJ}.

Passo 3

Substituindo na expressão da Primeira Lei:
\Delta U = Q - W = (-113\\ \mathrm{kJ}) - (39\\ \mathrm{kJ}) = -152\\ \mathrm{kJ}.

Passo 4

O valor de \Delta U é negativo, indicando que a energia interna do sistema diminuiu. Além disso, como Q<0, o processo é exotérmico (o sistema libera calor).

Resposta

\Delta U = -152\\ \mathrm{kJ}, processo exotérmico.

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