Um sistema gasoso ideal troca (recebe ou cede) 150 cal de calor com a vizinhança. Determine, em Joules, o trabalho realizado para:
compressão isotérmica;

Passo 1

O enunciado diz que um gás ideal sofre compressão isotérmica e troca 150 cal de calor com a vizinhança. Queremos calcular o trabalho no processo. Vamos usar a primeira lei da termodinâmica e a conversão de unidades ( 1 cal = 4{,}184 J).

Passo 2

A primeira lei é
\Delta U = Q - W,
onde W é o trabalho realizado pelo gás. Em processo isotérmico de gás ideal, \Delta U = 0. Logo,
0 = Q - W \quad\Longrightarrow\quad W = Q.

Passo 3

Em compressão isotérmica o gás cede calor, então Q = -\,150 cal. Convertendo para joules:
Q = -150 \times 4{,}184 = -627{,}6\\ \mathrm{J}.
Como W = Q, o trabalho realizado pelo gás é
W_{\text{pelo gás}} = -627{,}6\\ \mathrm{J}.á

Passo 4

Se quisermos o trabalho realizado sobre o gás (pela vizinhança), basta trocar o sinal:
W_{\text{sobre o gás}} = +627{,}6\\ \mathrm{J}.á

Resposta

627,6\\ \mathrm{J}

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