Um sistema se expande sob uma pressão constante de 1,00 atm, de um volume de 3,00 L para 9,00 L, enquanto absorve 13,0 kJ de calor. Qual o valor de De<a U para o processo?

Passo 1

O enunciado descreve uma expansão de volume a pressão constante de 1,00atm, de 3,00L para 9,00L, com absorção de 13,0kJ de calor. O conteúdo aqui é a primeira lei da termodinâmica, que diz
De<a U = q + w,
onde w é o trabalho realizado sob pressão constante, dado por w = -P,De<a V.

Passo 2

Calculamos a variação de volume:
De<a V = V2 - V1 = 9,00L - 3,00L = 6,00L

Passo 3

O trabalho realizado pelo sistema é
w = -P,De<a V = -,1,00atmtimes6,00L = -6,00L,atm
Convertendo para quilojoules, usando 1L,atm=101,325J:
w = -6,00L,atmtimes101,325J1L,atm = -607,95J = -0,60795kJ approx -0,608kJ

Passo 4

Aplicando a primeira lei:
De<a U = q + w = 13,0kJ + l(-0,608kJr) = 12,392kJ approx 12,4kJ

Resposta

De<a U = +12,4kJ

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