Um tanque contendo um fluído é sacudido por uma pá giratória. O trabalho feito pela pá é de 5090 J . O calor transferido para o tanque é de 1500 J . Considerando o tanque e o fluído como um único sistema, determine a variação da energia interna do mesmo.
Passo 1
O enunciado fala de um tanque com fluído no qual uma pá giratória realiza trabalho e há troca de calor. O conteúdo é a Primeira Lei da Termodinâmica para sistemas fechados, que relaciona variação de energia interna
, calor trocado
e trabalho realizado sobre o sistema
.
Passo 2
Identificamos o calor transferido para o sistema como
,
já que é calor recebido pelo tanque.
já que é calor recebido pelo tanque.
Passo 3
O trabalho realizado pela pá sobre o fluído também entra como energia no sistema. Logo,
.
Passo 4
Aplicando a Primeira Lei no sinal usual em engenharia (energia interna aumenta com calor recebido e trabalho recebido):
Passo 5
Substituindo os valores:
Resposta
A variação da energia interna do sistema é
.