Sob condição isotérmica,
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:
Matéria: Termodinâmica – 1ª Lei.
O que vamos precisar:
- Saber a 1ª Lei da Termodinâmica e a convenção de sinais (trabalho sobre vs. pelo sistema).
- Reconhecer que em isotérmico de gás ideal ΔE = 0.
Passo 2
A 1ª Lei diz que
onde
• 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,
:
O sinal negativo significa que 100 J de calor saem do sistema (isto é, é rejeitado para o meio).
Resposta
ou seja, devem ser liberados 100 J de calor do gás para o ambiente.