1. Considere os processos mencionados a seguir. Em qual destes casos a energia interna diminui.
A. Uma mudança do sistema na qual
B. Um processo no qual o sistema realiza um trabalho
sobre a vizinhança e o calor
não muda
C. Um processo químico que absorve calor (q) da vizinhança
A. Uma mudança do sistema na qual
B. Um processo no qual o sistema realiza um trabalho
C. Um processo químico que absorve calor (q) da vizinhança
Passo 1
O enunciado nos pede para analisar três processos distintos e dizer em qual deles a energia interna do sistema diminui, isto é, em qual deles vale
. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica na forma
onde
é o calor trocado (positivo quando entra no sistema) e
é o trabalho trocado (positivo quando é realizado sobre o sistema).
Passo 2
Definimos claramente a convenção de sinais que usamos aqui:
se o sistema recebe calor da vizinhança;
se perde calor.
se sobre o sistema é realizado trabalho pela vizinhança;
se o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança.
Passo 3
Analisando a opção A, temos
(sai calor) e
(entra trabalho). Logo,
ou seja, a energia interna aumenta, não diminui.
Passo 4
Na opção B, diz-se que o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança, logo
, e que não há troca de calor, isto é,
. Assim,
o que significa que a energia interna do sistema diminui.
Passo 5
Na opção C, o processo químico absorve calor da vizinhança, logo
. Se não houver trabalho (ou for desprezível),
e
portanto a energia interna aumenta, não diminui.
Resposta
B