Uma quantidade de 22 kJ de calor é adicionada a um sistema fechado, enquanto a sua energia interna diminui de
. Qual a quantidade de energia transferida na forma de trabalho? Para um processo, com trabalho nulo, causando a mesma mudança de estado, que quantidade de calor é transferida?
(1,0 Ponto)
(1,0 Ponto)
Passo 1
O enunciado trata de um sistema fechado ao qual é fornecido
de calor e em que a variação de energia interna é
. A matéria envolvida é a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona
, o calor
trocado e o trabalho
realizado pelo sistema.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica, adotando o sinal positivo para calor que entra e para trabalho feito pelo sistema, é
Passo 3
Para encontrar a energia transferida como trabalho, isolamos
:
Substituindo
e
,
Passo 4
No segundo processo o trabalho é nulo (
) e queremos a mesma variação
. Da Primeira Lei segue
Ou seja, para causar a mesma mudança de estado sem trabalho, o sistema deve liberar
de calor.
Resposta
Energia transferida como trabalho:
.
Para e mesma
:
.
Para