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
, 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.
Conteúdo: Primeira Lei da Termodinâmica para sistema fechado – balanço de energia interna.
Passo 2
Primeira Lei da Termodinâmica (forma para trabalho sobre o sistema):
–
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:
–
Como saiu calor,
Logo:
Passo 3
Agora calculamos a energia interna total inicial
, usando
Passo 4
A energia interna total final
é
Passo 5
Por fim, a energia interna específica final é
Resposta
A energia interna específica final é
.