4,0 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar. Calcule a variação de energia interna para o ar se: b) o ar se expande e realiza 0,5 kJ de trabalho;

Passo 1

Então, o enunciado diz que recebemos 4,0 kJ de calor num certo volume de ar e ele se expande, realizando 0,5 kJ de trabalho. A matéria aqui é Termodinâmica, mais exatamente a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona variação de energia interna, calor e trabalho. Para resolver, vamos precisar lembrar que, para um sistema fechado como esse, vale:
De
onde é o calor fornecido ao sistema e é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 2

Primeira Lei da Termodinâmica (explicando beeeem devagar):
– A variação de energia interna De é a quantidade de energia guardada no sistema;
– Se a gente coloca calor no sistema, essa energia interna tende a aumentar;
– Se o sistema faz trabalho (por exemplo, empurrando um pistão), ele gasta parte da energia interna.
Logo, o balanço diz:

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores do problema no nosso formato:
(calor que entrou no ar, positivo);
(trabalho que o ar fez, também positivo pela convenção “trabalho feito pelo sistema”).
Só precisamos substituir na fórmula.

Passo 4

Substituindo em De:

Resposta

De

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