4- Suponha que um gás, mantido a volume constante, liberasse 170 cal de calor para sua vizinhança.
a) Qual o trabalho realizado pelo gás?
b) Qual foi, em joules, a variação de energia interna do gás?

Passo 1

O enunciado trata de um gás mantido a volume constante que libera 170 cal de calor para a vizinhança. O conteúdo aqui é a Primeira Lei da Termodinâmica, que diz
\Delta U = Q - W,
onde \Delta U é a variação da energia interna, Q o calor trocado (positivo se absorvido, negativo se liberado) e W o trabalho realizado pelo gás.

Passo 2

Como o volume é constante, não há variação de volume \Delta V=0. Portanto o trabalho realizado pelo gás é
W = P\,\Delta V = 0.

Passo 3

O gás libera 170 cal, logo Q = -\,170 cal (sinal negativo indica perda de calor). Substituindo na Primeira Lei, em calorias, temos
\Delta U = Q - W = (-170) - 0 = -170\;\text{cal}.

Passo 4

Para converter a variação de energia interna de calorias para joules, usamos 1\;\text{cal}=4,184\;\text{J}. Assim,
\Delta U = -170 \times 4,184\;\text{J} = -711{,}28\;\text{J}.

Resposta

a) W = 0.
b) \Delta U = -711{,}28\;\text{J} (aproximadamente -711\;\text{J}).

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