Utilize a Primeira Lei da Termodinâmica para calcular a variação da energia interna de um sistema nos seguintes casos:
O sistema recebe um trabalho de 30 J em uma compressão e perde 80 J de energia para o ambiente. (valor: 08)
O sistema recebe um trabalho de 30 J em uma compressão e perde 80 J de energia para o ambiente. (valor: 08)
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. A gente precisa usar a Primeira Lei da Termodinâmica para encontrar a variação da energia interna de um sistema. A situação é a seguinte: o sistema recebe um trabalho de 30 J durante uma compressão e perde 80 J de energia para o ambiente. Para resolver isso, vamos precisar entender como a Primeira Lei se aplica a essas situações de trabalho e troca de energia.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a Primeira Lei da Termodinâmica. Ela basicamente diz que a variação da energia interna de um sistema (
) é igual à quantidade de calor trocado (
) menos o trabalho realizado (
):
Aqui:
- $ \Delta U $ é a variação da energia interna.
- $ Q $ é o calor fornecido ao sistema.
- $ W $ é o trabalho feito pelo sistema.
Passo 3
Agora, vamos analisar as informações que temos:
-
Trabalho recebido pelo sistema: O sistema recebe um trabalho de 30 J durante uma compressão. Quando o sistema recebe trabalho, isso significa que o trabalho está sendo feito sobre o sistema. Na nossa fórmula, $ W $ representa o trabalho feito pelo sistema. Então, se o sistema está recebendo trabalho, isso é equivalente a um trabalho negativo (porque não está fazendo trabalho, mas sim tendo trabalho feito sobre ele). Portanto, $ W = -30 , J $.
-
Energia perdida para o ambiente: O sistema perde 80 J de energia para o ambiente. Essa perda de energia pode ser interpretada como a troca de calor $ Q $. Se o sistema está perdendo energia, significa que está liberando calor, então $ Q = -80 , J $.
Passo 4
Agora que temos os valores de $ Q $ e $ W $, podemos substituir na fórmula da Primeira Lei:
Substituindo os valores:
Passo 5
Vamos resolver a equação acima:
Resposta
A variação da energia interna do sistema é de -50 J.