Considere que os gases
e
estão confinados em um cilindro que está conectado a um pistão. Esses gases reagem para formar um produto sólido
. Com o desenvolvimento da reação, o sistema perde 2500 J de calor para as redondezas. Com isso, o pistão move-se para baixo, uma vez que os gases estão formando um produto sólido. Assim, o volume dos gases reduz sob condições de pressão atmosférica constantes, e as redondezas efetuam um trabalho de 650 J sobre o sistema. Levando em consideração os dados apresentados, o valor da variação de energia interna do sistema é:
a) 650 J
b) -3150 J
c) 3150 J
-d) - 1850 J
e) 1850 J
a) 650 J
b) -3150 J
c) 3150 J
-d) - 1850 J
e) 1850 J
Passo 1
Resumo do enunciado e conteúdo: Dois gases X(g) e Y(g) reagem formando um sólido Z(s), num cilindro com pistão em pressão constante. O assunto aqui é a primeira lei da termodinâmica, onde usamos ΔU = q + w, e precisamos identificar o calor trocado (q) e o trabalho realizado (w).
Passo 2
Determinar o calor trocado: o enunciado diz que o sistema perde 2500 J de calor para as redondezas. Pela convenção de sinais, perda de calor significa q negativo:
Passo 3
Determinar o trabalho realizado: como o pistão se move para baixo, as redondezas fazem trabalho sobre o sistema no valor de 650 J. Pela convenção adotada em termodinâmica química, trabalho recebido pelo sistema é positivo, logo:
Passo 4
Aplicar a primeira lei da termodinâmica e calcular ΔU:
Substituindo os valores:
Resposta
-1850 J