Um sistema, ao se expandir, realiza um trabalho de 320J e, simultaneamente, absorve 210 J de calor.
Então, sua temperatura aumentou, diminuiu ou não se alterou?
Então, sua temperatura aumentou, diminuiu ou não se alterou?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que o sistema se expande, faz um trabalho de 320 J sobre o entorno e, ao mesmo tempo, recebe 210 J de calor. Pergunta: a temperatura dele aumentou, diminuiu ou ficou igual?
Conteúdo envolvido: 1ª Lei da Termodinâmica (conservação de energia para sistemas termodinâmicos). O que vamos precisar: os valores de calor (Q) e trabalho (W) e a fórmula da 1ª Lei para achar a variação da energia interna (ΔU), que está ligada à variação de temperatura.
Conteúdo envolvido: 1ª Lei da Termodinâmica (conservação de energia para sistemas termodinâmicos). O que vamos precisar: os valores de calor (Q) e trabalho (W) e a fórmula da 1ª Lei para achar a variação da energia interna (ΔU), que está ligada à variação de temperatura.
Passo 2
A 1ª Lei da Termodinâmica diz:
onde
-
é o calor recebido pelo sistema (positivo se entra calor), -
é o trabalho realizado PELO sistema (positivo se o sistema faz trabalho).
Aqui temos:
Passo 3
Agora é só substituir na fórmula:
Isso significa que a energia interna do sistema diminuiu em 110 J.
Passo 4
Por fim, lembramos que, para gases ideais (e muitos sistemas), a energia interna
depende apenas da temperatura. Se
, então a temperatura caiu. Em outras palavras,
então
implica
.
Resposta
A temperatura do sistema diminuiu.