Sob condição isotérmica, square E=0 para a expansão de um gás ideal. Se 100 J de trabalho são feitos sobre um sistema constituído de um mol de gás ideal, que quantidade de calor deve ser transferida?

Passo 1

Beleza! O enunciado diz que temos um gás ideal sofrendo processo isotérmico (temperatura constante), logo a variação de energia interna ΔE é zero. A pergunta é: se 100 J de trabalho são feitos sobre o sistema, qual o calor Q que entra ou sai dele?
Matéria: Termodinâmica – 1ª Lei.
O que vamos precisar:
  1. Saber a 1ª Lei da Termodinâmica e a convenção de sinais (trabalho sobre vs. pelo sistema).
  2. Reconhecer que em isotérmico de gás ideal ΔE = 0.

Passo 2

A 1ª Lei diz que
De
onde
0 = Q + Wrm on é a variação de energia interna,
é o calor recebido pelo sistema (positivo se entra calor),
é o trabalho feito sobre o sistema (positivo se o meio faz trabalho no gás).
Em processo isotérmico de gás ideal, . Logo:

Passo 3

Substituindo o valor do trabalho sobre o sistema, 0 = Q + 100 J Longrightarrow Q = -100 J :
O sinal negativo significa que 100 J de calor saem do sistema (isto é, é rejeitado para o meio).

Resposta

Q = -100 J,
ou seja, devem ser liberados 100 J de calor do gás para o ambiente.

Exercícios relacionados