3.3 Uma reação se realiza a pressão constante. Se 8.0 kJ de calor é liberado pelo sistema, e 2,0 \mathrm{~kJ} de trabalho é realizado pelo sistema sobre as vizinhanças, qual é o valor de (a) q ? (b) \Delta U ? (c) \Delta H ? (d) w ?

Passo 1

O enunciado diz que a reação ocorre a pressão constante, libera 8,0\\ \mathrm{kJ} de calor pelo sistema e realiza 2,0\\ \mathrm{kJ} de trabalho sobre as vizinhanças. Vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica e a definição de entalpia:
  • Primeira Lei: \Delta U = q + w
  • Em pressão constante: \Delta H = q_p

Passo 2

Calcular o valor de q. Como o sistema libera calor, o calor sai do sistema, logo
q = -\,8,0\\ \mathrm{kJ}.

Passo 3

Calcular o valor de w. Como o sistema realiza trabalho sobre as vizinhanças, o trabalho sai do sistema, logo
w = -\,2,0\\ \mathrm{kJ}.

Passo 4

Calcular \Delta U usando a Primeira Lei da Termodinâmica:
\Delta U = q + w = (-\,8,0) + (-\,2,0) = -\,10,0\\ \mathrm{kJ}.

Passo 5

Calcular \Delta H. Em processo a pressão constante, a variação de entalpia é igual ao calor trocado a pressão constante, ou seja,
\Delta H = q_p = q = -\,8,0\\ \mathrm{kJ}.

Resposta

(a) q = -\,8,0\\ \mathrm{kJ}
(b) \Delta U = -\,10,0\\ \mathrm{kJ}
(c) \Delta H = -\,8,0\\ \mathrm{kJ}
(d) w = -\,2,0\\ \mathrm{kJ}

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