Se um motor elétrico produziu 15 kJ de energia a cada segundo como trabalho mecânico e perdeu 2 kJ como calor para o ambiente, qual será a mudança na energia interna do motor a cada segundo?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um motor elétrico que está fazendo trabalho mecânico e também perdendo energia na forma de calor. A gente vai usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que é basicamente uma versão do princípio de conservação de energia. Para resolver, precisamos entender como o trabalho e o calor estão afetando a energia interna do motor.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Trabalho mecânico produzido pelo motor:
- Calor perdido para o ambiente:
Passo 3
A Primeira Lei da Termodinâmica diz que a mudança na energia interna (
) de um sistema é igual ao calor fornecido ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema. A fórmula é:
Passo 4
No nosso caso, o calor está sendo perdido, o que significa que o calor fornecido ao sistema é negativo:
Passo 5
O trabalho está sendo realizado pelo sistema (motor), então usamos o valor positivo para o trabalho:
Passo 6
Agora, vamos substituir esses valores na fórmula:
Resposta
A mudança na energia interna do motor a cada segundo é de
.