(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

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:
De
Onde:
  • é a variação da energia interna,
  • é o calor trocado,
  • é o trabalho realizado.

Passo 3

A gente quer encontrar o valor de Q = 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:
  • Q = (-5) + 18 kJ (a energia interna diminuiu),
  • kJ (o trabalho foi feito pelo gás).
Substituindo:

Passo 5

Fazendo a conta:
Q = 13 kJ

Resposta

A transferência líquida de calor nesse processo é de 13 kJ, que corresponde à alternativa b. 13.

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