Considere que os gases X(g) e Y(g) estão confinados em um cilindro que está conectado a um pistão. Esses gases reagem para formar um produto sólido Z(s). 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

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:
q = -2500,J

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:
w = +650,J

Passo 4

Aplicar a primeira lei da termodinâmica e calcular ΔU:
De
Substituindo os valores:
De

Resposta

-1850 J

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