Imagine que um gás está dentro de um cilindro com êmbolo móvel. Ele recebe 300 J de calor e realiza 100 J de trabalho sobre o ambiente.
Se o sistema estivesse isolado e não pudesse trocar calor com o ambiente, seria possível haver variação na energia interna? Explique.
Se o sistema estivesse isolado e não pudesse trocar calor com o ambiente, seria possível haver variação na energia interna? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um gás num cilindro com pistão que pode se mover. Esse gás recebeu 300 J de calor e fez um trabalho de 100 J no ambiente. A pergunta é: se o sistema fosse isolado, ou seja, sem poder trocar calor com o ambiente, a energia interna do gás poderia mudar? Vamos usar a primeira lei da termodinâmica pra resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica, que basicamente diz que a variação da energia interna ($ \Delta U
Q
W $) pelo sistema. A fórmula é:
Passo 3
No caso do sistema original, não isolado, o gás recebeu 300 J de calor ($ Q = +300 , J
W = +100 , J $). Aplicando na fórmula:
Isso mostra que a energia interna aumentou em 200 J.
Passo 4
Agora, se o sistema estivesse isolado, significa que ele não pode trocar calor com o ambiente ($ Q = 0
W = 0 $), porque isso exigiria uma troca de energia.
Passo 5
Aplicando esses valores na fórmula da primeira lei da termodinâmica:
Resposta
Não, se o sistema estivesse isolado e não pudesse trocar calor ou realizar trabalho com o ambiente, não haveria variação na energia interna ($ \Delta U = 0 $).