Um sistema recebe calor de sua vizinhança e realiza trabalho nela. É possível que esse processo tenha
positivo? Quando isso pode ocorrer? Explique.
Passo 1
O enunciado diz: “Um sistema recebe calor de sua vizinhança (
) e realiza trabalho nela (
). É possível que esse processo tenha
positivo? Quando isso pode ocorrer?”
Conteúdo: primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e variação da energia interna de um sistema.
Conteúdo: primeira lei da termodinâmica, que relaciona calor, trabalho e variação da energia interna de um sistema.
Passo 2
Escrever a primeira lei da termodinâmica para a energia interna
do sistema:
Passo 3
Como o sistema recebe calor, temos
. Como o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança, temos
. Logo
Passo 4
Para que
seja positivo é necessário que
Ou seja, o calor absorvido pelo sistema deve ser maior do que o trabalho que ele executa.
Passo 5
Isso ocorre em qualquer processo em que o fornecimento de calor supera o gasto de energia em trabalho. Por exemplo, se um gás em um cilindro é aquecido e empurra um êmbolo, mas o aumento de volume (e portanto o trabalho
) for pequeno comparado ao calor fornecido, sobrará energia para elevar a temperatura do gás, fazendo
.
Resposta
Sim. Basta que o calor absorvido seja maior que o trabalho realizado, ou seja,
, para que
seja positivo.