Na vida diária estamos acostumados a observar sistemas produzindo trabalho. De tal maneira que a variação de enrgia experimentada pelo sistema depende do calor e do trabalho. Considere qua a absorção de exatamente 1480 J de calor por um sistema a 10 L . Qual a variação da energia interna quando:
(b) à medida que o calor é absorvido, o sistema expande-se contra uma pressão de 1 atm até o volume de 22 L

Passo 1

Resumindo: o sistema absorve 1480 J de calor enquanto se expande de 10 L a 22 L contra uma pressão externa constante de 1 atm. Pela primeira lei da termodinâmica,
\Delta U = Q - W
onde Q é o calor recebido ( +1480 J) e W o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 2

Calculamos o trabalho de expansão como
W = P\,\Delta V = (1\,\mathrm{atm})\,(22 - 10)\,\mathrm{L} = 12\,\mathrm{L\,atm}.
Convertendo para joules:
1\,\mathrm{L\,atm} = 101{,}3\,\mathrm{J} \quad\Longrightarrow\quad W = 12 \times 101{,}3\,\mathrm{J} = 1215{,}6\,\mathrm{J}.

Passo 3

Agora aplicamos a primeira lei:
\Delta U = Q - W = 1480\,\mathrm{J} - 1215{,}6\,\mathrm{J} = 264{,}4\,\mathrm{J}.
Arredondando, obtemos \Delta U \approx 264 J.

Resposta

A variação da energia interna é \displaystyle \Delta U \approx 264\text{ J}.

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