Um recipiente termicamente isolado contém uma mistura de água e gelo a 0^{\circ} \mathrm{C} . \mathrm{Um} aquecedor elétrico mergulhado na água é usado para fornecer 1680 J de calor ao sistema, enquanto um agitador realiza um trabalho de 450 J . Qual é o aumento da energia interna do sistema gelo-água?
a. 1230 J
b. 450 J
c. 1680 J
d. 0
e. 2130 J

Passo 1

O enunciado descreve um sistema isolado contendo gelo e água a 0^\circ\text{C}. Um aquecedor fornece 1680\\ \mathrm{J} de calor e um agitador realiza 450\\ \mathrm{J} de trabalho sobre o sistema. O conteúdo é a Primeira Lei da Termodinâmica, e vamos usar a relação entre calor, trabalho e variação de energia interna.

Passo 2

A Primeira Lei da Termodinâmica para um sistema fechado isolado é
\Delta U = Q + W
onde \Delta U é a variação da energia interna, Q o calor fornecido ao sistema e W o trabalho realizado sobre o sistema.

Passo 3

Aqui temos
Q = 1680\\ \mathrm{J},\quad W = 450\\ \mathrm{J}.
Logo
\Delta U = 1680\\ \mathrm{J} + 450\\ \mathrm{J} = 2130\\ \mathrm{J}.

Resposta

(e) 2130\\ \mathrm{J}

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