Questão 5

Ainda não respondida
Vale 1,00 ponto(s).
(EspCex-adapt.) Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 5.9 \times 10^{3} \mathrm{~N} / \mathrm{m}^{2} e o seu volume diminui 2.8 \times 10^{-1} \mathrm{~m}^{3}. Durante o processo, o gás perde 5.11 \times 10^{2} cal de calor. Determine a variação da energia interna do gás em J. Adote 1 cal =4.2 \mathrm{~J}. Caso necessário, dê sua resposta com uma casa decimal
Resposta: \square

Passo 1

O enunciado trata de um gás ideal que sofre uma compressão isobárica sob pressão constante P=5.9\times10^3, \mathrm{N/m^2}, com variação de volume \Delta V=V_2-V_1=-2.8\times10^{-1}, \mathrm{m^3}, e perde Q_{\mathrm{cal}}=5.11\times10^2, \mathrm{cal} de calor. Queremos a variação da energia interna \Delta U. Para isso vamos usar a primeira lei da termodinâmica e a relação de trabalho em processo isobárico.

Passo 2

Converter o calor trocado de calorias para joules, sabendo que 1, \mathrm{cal}=4.2, \mathrm{J}. Como o gás perde calor, Q em joules será negativo:
Q = -\,5.11\times10^2 \times 4.2 = -2.1462\times10^3\\ \mathrm{J}.

Passo 3

Calcular o trabalho realizado pelo gás em um processo isobárico:
W = P\,\Delta V = 5.9\times10^3 \times (-2.8\times10^{-1}) = -1.652\times10^3\\ \mathrm{J}.

Passo 4

Aplicar a primeira lei da termodinâmica no sistema (convenção de sinais: W é o trabalho feito pelo gás):
\Delta U = Q - W.

Passo 5

Substituindo os valores obtidos:
\Delta U = \bigl(-2.1462\times10^3\bigr) - \bigl(-1.652\times10^3\bigr) = -4.942\times10^2\\ \mathrm{J}.
Arredondando para uma casa decimal:

Resposta

\Delta U = -4.9\times10^2\\ \mathrm{J} (ou -494{,}2, \mathrm{J}).

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