4,0 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar. Calcule a variação de energia interna para o ar se: nenhum trabalho é realizado pelo ar.
Passo 1
Tranquilo! O enunciado diz que “4,0 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar” e que “nenhum trabalho é realizado pelo ar”. A matéria aqui é Termodinâmica — mais especificamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e variação de energia interna. Para resolver, só precisamos saber essa lei e como usar a convenção de sinais (calor entra é positivo, trabalho feito pelo sistema é positivo).
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica para um sistema fechado vem assim:
onde
-
é a variação da energia interna do sistema, -
é o calor trocado (positivo quando o sistema recebe calor), -
é o trabalho realizado pelo sistema (positivo quando ele expande).
Como “nenhum trabalho é realizado pelo ar”, temos
.
Passo 3
Basta substituir na fórmula:
E como
, concluímos que
Resposta
A variação de energia interna do ar é
.