Um gás se expande e efetua 800 kJ de trabalho, absorvendo, ao mesmo tempo, 400 kcal de calor. Qual é a variação de energia interna do gás?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um gás que está se expandindo e, nesse processo, ele realiza 800 kJ de trabalho e absorve 400 kcal de calor. Queremos descobrir qual foi a variação da energia interna desse gás. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre a Termodinâmica, especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e energia interna.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre a Primeira Lei da Termodinâmica. Ela diz que a variação da energia interna de um sistema (no caso, o gás) é igual ao calor fornecido ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema. A fórmula fica assim:
Onde:
-
é a variação da energia interna -
é o calor absorvido -
é o trabalho realizado
Passo 3
Antes de aplicar a fórmula, precisamos ter certeza que as unidades estão compatíveis. Aqui, o trabalho está em kJ e o calor em kcal. Vamos converter o calor de kcal para kJ para facilitar.
Sabemos que:
Então, multiplicando:
Agora, temos:
Passo 4
Agora, vamos aplicar os valores na Primeira Lei da Termodinâmica:
Resposta
A variação da energia interna do gás é de 873,6 kJ.