4,0 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar. Calcule a variação de energia interna para o ar se: 1,0 kJ de trabalho é realizado na compressão do ar ao mesmo tempo que ele é aquecido.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que 4,0 kJ de calor são entregues ao ar e, ao mesmo tempo, é feito 1,0 kJ de trabalho NA compressão (ou seja, trabalho aplicado SOBRE o gás). Isso é Termodinâmica – mais especificamente, a Primeira Lei da Termodinâmica. Pra resolver, a gente vai precisar entender a convenção de sinais de calor e trabalho e usar a fórmula da variação de energia interna, ΔU.

Passo 2

Primeira Lei da Termodinâmica:
De
Aqui:
- W = -1,0 kJ é o calor que entra no sistema (positivo se entra).
- é o trabalho realizado PELO sistema (positivo se o gás faz trabalho).
Como o enunciado diz que 1,0 kJ é realizado na compressão sobre o gás, isso significa que o sistema NÃO faz trabalho, mas recebe trabalho. Logo, o trabalho realizado pelo sistema é negativo:

Passo 3

Agora a gente substitui os valores:
Q = +4,0 kJ
W = -1,0 kJ
Então:
De

Resposta

A variação da energia interna do ar é .

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