Uma quantidade de
de calor é adicionada a um sistema fechado, enquanto a sua energia interna diminui de 12 kJ . 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?
Passo 1
O enunciado informa que um sistema fechado recebe
de calor e, como consequência, sua energia interna
diminui em
. O conteúdo aqui é a primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor
, trabalho
e variação de energia interna
.
Passo 2
A primeira lei da termodinâmica, na convenção em que
é o trabalho realizado pelo sistema, é
Isso significa que a variação da energia interna é igual ao calor recebido menos o trabalho realizado.
Passo 3
Substituindo os valores dados, temos
Logo,
Portanto, o sistema realiza
de trabalho.
Passo 4
Agora, suponha um segundo processo que leva o sistema ao mesmo estado final, mas com trabalho nulo
. A mesma lei dá
Isso significa que, nesse processo,
de calor são removidos do sistema.
Resposta
Trabalho realizado:
Calor transferido no processo sem trabalho:
Calor transferido no processo sem trabalho: