(TRANSPETRO 2006) Uma massa de 4 kg de determinado gás, contida em um êmbolo, sofre um processo de expansão. Durante este processo, o gás realiza um trabalho de 18 kJ e a variação de KJ energia interna da substância é de -5 . A transferência kg líquida de calor, em kJ, deste processo, é de:
a. 23
b. 13
c. 2
d. -2
e. -38
a. 23
b. 13
c. 2
d. -2
e. -38
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma massa de 4 kg de um gás num êmbolo que se expande. Nessa expansão, o gás faz um trabalho de 18 kJ e a variação da energia interna é de -5 kJ. O que a gente precisa descobrir é qual foi a transferência líquida de calor nesse processo. Para resolver isso, vamos usar a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona energia interna, calor e trabalho.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da Primeira Lei da Termodinâmica:
Onde:
-
é a variação da energia interna, -
é o calor trocado, -
é o trabalho realizado.
Passo 3
A gente quer encontrar o valor de
, que é o calor transferido. Vamos rearranjar a fórmula para isolar o
:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores que a gente tem na fórmula. Sabemos que:
-
kJ (a energia interna diminuiu), -
kJ (o trabalho foi feito pelo gás).
Substituindo:
Passo 5
Fazendo a conta:
Resposta
A transferência líquida de calor nesse processo é de 13 kJ, que corresponde à alternativa b. 13.