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:
De
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:
De
E como De, concluímos que

Resposta

A variação de energia interna do ar é .

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