Um sistema com volume de 24,5 \mathrm{~L} absorve exatamente 1100 J calor. Calcular \Delta \mathrm{E} para o sistema quando:
à medida que o calor é absorvido, o sistema expande contra uma pressão constante de 1 atm até o volume de 26 L ;

Passo 1

O enunciado dá o volume inicial V_i=24,5\,\mathrm{L}, o volume final V_f=26,0\,\mathrm{L} e o calor absorvido Q=1100\,\mathrm{J}. O sistema expande contra pressão constante de 1,0\,\mathrm{atm}. Para achar a variação de energia interna \Delta E, vamos usar a primeira lei da termodinâmica:
\Delta E = Q + W
onde W é o trabalho realizado pelo sistema sobre o entorno.

Passo 2

O trabalho de expansão a pressão constante é
W = -P_{\text{ext}}\,\Delta V
com \Delta V = V_f - V_i = 26,0 - 24,5 = 1,5\,\mathrm{L}. Substituindo e convertendo litro s\cdot atm em joules 1\,\mathrm{L\cdot atm}=101{,}325\,\mathrm{J}:
W = -1{,}0\,\mathrm{atm}\times1{,}5\,\mathrm{L} = -1{,}5\,\mathrm{L\cdot atm} = -1{,}5\times101{,}325\,\mathrm{J} \approx -152{,}0\,\mathrm{J}.

Passo 3

Agora aplicamos a primeira lei:
\Delta E = Q + W = 1100\,\mathrm{J} + (-152{,}0\,\mathrm{J}) = 948{,}0\,\mathrm{J}.

Resposta

\Delta E = 948\,\mathrm{J}

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