Suponha que um gás, mantido a volume constante, liberasse 170 cal de calor para sua vizinhança.
Qual foi, em joules, a variação de energia interna do gás?
Qual foi, em joules, a variação de energia interna do gás?
Passo 1
Beleza, vamos ao que importa: o enunciado diz que um gás, preso num recipiente de volume constante, “libera” 170 cal de calor para o meio. A pergunta é: qual a variação de energia interna ΔU desse gás, expressa em joules?
Conteúdo: primeira lei da Termodinâmica e conversão de calorias para joules. A gente vai usar a fórmula ΔU = Q – W e a equivalência 1 cal = 4,184 J.
Conteúdo: primeira lei da Termodinâmica e conversão de calorias para joules. A gente vai usar a fórmula ΔU = Q – W e a equivalência 1 cal = 4,184 J.
Passo 2
Primeiro, lembra da primeira lei da Termodinâmica:
onde
- ΔU é a variação da energia interna,
- Q é o calor trocado (positivo se entra calor, negativo se sai),
- W é o trabalho feito pelo gás.
Como o volume é constante, o gás não faz trabalho de expansão (W = P ΔV = 0). Portanto:
Passo 3
Agora, atenção ao sinal de Q: o enunciado diz que o gás “libera” calor, ou seja, ele perde calor. Então Q = –170 cal (negativo porque sai calor). Assim:
Passo 4
Só falta converter de calorias para joules. A conversão padrão é
Logo:
Resposta
A variação de energia interna do gás é
.