Um sistema realiza 164 J de trabalho sobre o seu ambiente e ganha 77 J de calor no processo. Determine a variação da energia interna (a) do sistema e (b) do ambiente.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de termodinâmica! O enunciado nos diz que um sistema fez 164 J de trabalho sobre o ambiente e ganhou 77 J de calor. Nosso objetivo é descobrir a variação da energia interna (ΔU) desse sistema e também do ambiente. Para isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e variação de energia interna.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula da primeira lei da termodinâmica:
De
Aqui, De é a variação da energia interna do sistema, Q é o calor ganho pelo sistema e W é o trabalho realizado pelo sistema sobre o ambiente.

Passo 3

Vamos identificar os valores fornecidos:
  • O sistema realiza 164 J de trabalho sobre o ambiente, então W = 164,J.
  • O sistema ganha 77 J de calor, então Q = 77,J.

Passo 4

Substituindo esses valores na fórmula:
De
De
Isso significa que a energia interna do sistema diminuiu em 87 J.

Passo 5

Agora, vamos determinar a variação da energia interna do ambiente. Sabemos que o ambiente é o “inverso” do sistema nesse processo. Então, se o sistema perdeu 87 J, o ambiente ganhou 87 J.

Resposta

(a) A variação da energia interna do sistema é -87,J.
(b) A variação da energia interna do ambiente é +87,J.

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