Um sistema fechado de massa 20 kg passa por um processo no qual são transferidos 1000 kJ na forma de calor do sistema para as vizinhanças. O trabalho realizado sobre o sistema é 200 kJ . Se a energia interna específica inicial do sistema é 300 kJ / kg, qual a energia interna específica final, em kJ/kg? Despreze as variações de energias cinética e potencial.

Passo 1

Resumo da questão: a gente tem um sistema fechado de massa . Sai do sistema de calor (logo ) e entra sobre o sistema de trabalho ( ). A energia interna específica inicial é . Queremos achar a energia interna específica final .
Conteúdo: Primeira Lei da Termodinâmica para sistema fechado – balanço de energia interna.

Passo 2

Primeira Lei da Termodinâmica (forma para trabalho sobre o sistema):
De
De é calor entrando no sistema (se sai, fica negativo).
é trabalho feito sobre o sistema (positivo nesse caso).
Como saiu calor, . Como trabalho foi feito sobre, .
Logo:

Passo 3

Agora calculamos a energia interna total inicial Ui = m , ui = 20;kg;times;300;kJ/kg = 6000;kJ , usando

Passo 4

A energia interna total final Uf = Ui + De é

Passo 5

Por fim, a energia interna específica final é
uf = Ufm = 5200;kJ20;kg = 260;kJ/kg

Resposta

A energia interna específica final é .

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