Um tocador de CD e sua bateria juntos fazem 500 kJ de trabalho. A bateria também libera 250 kJ de energia como calor, e o tocador de CD libera 50 kJ como calor devido ao atrito da rotação. Qual é a mudança na energia interna do sistema, com o sistema considerado apenas a bateria? Suponha que a bateria faça 500 kJ de trabalho no tocador de CD , que então faz a mesma quantidade de trabalho na vizinhança.
A) +200 Kj
B) -800 kJ
C) -750 kJ
D) -50 kJ
E) -700 kJ
A) +200 Kj
B) -800 kJ
C) -750 kJ
D) -50 kJ
E) -700 kJ
Passo 1
Vamos resolver um exercício de Termodinâmica! A questão fala sobre a energia interna de uma bateria que está conectada a um tocador de CD. Precisamos usar o conceito da Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona a energia interna, o calor trocado e o trabalho realizado. Para isso, vamos analisar como o calor e o trabalho estão sendo transferidos na bateria.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o que sabemos:
- A bateria realiza 500 kJ de trabalho no tocador de CD.
- A bateria também libera 250 kJ de calor.
- O tocador de CD libera 50 kJ de calor devido ao atrito, mas como estamos focando apenas na bateria, esse valor não afeta nosso cálculo direto.
Passo 3
A Primeira Lei da Termodinâmica é expressa pela fórmula:
Onde:
-
é a mudança na energia interna. -
é o calor trocado. -
é o trabalho realizado.
Passo 4
Vamos aplicar essa fórmula para a bateria:
- O calor liberado pela bateria é
(negativo porque a bateria está perdendo calor). - O trabalho realizado pela bateria é
(positivo porque a bateria está fazendo trabalho ao tocador de CD).
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Isso significa que a energia interna da bateria diminuiu em 750 kJ.
Resposta
A mudança na energia interna do sistema, considerando apenas a bateria, é -750 kJ. Portanto, a resposta correta é a letra C) -750 kJ.