Enunciado

Quando um sistema é levado do estado i para o estado f ao longo da trajetória  i a f   na figura, Q   =   50   c a l e W   =   20   c a l . Ao longo da trajetória  i b f Q   =   36   c a l . (a) Qual o valor de W ao longo da trajetória  i b f ? (b) se W   =   -   13   c a l para a trajetória de volta  f i , qual será Q para essa trajetória? (c) Considere E i n t = 10   c a l . Qual é E i n t , f ? (d) se E i n t , b   =   22   c a l , qual o valor de Q para a trajetória  i b (e) e para a trajetória  b f ?

Passo 1

  1. Lembra que a variação de energia interna entre dois pontos independe do trajeto, só depende apenas dos estados final e inicial? Pois é isso que acontece! É por isso que a variaçã de energia interna nos trechos i a f e i b f são iguais a Δ U i a b = Δ U i b f = 50 c a l - 20 c a l = 30   c a l .

Além disso, como Δ U = Q - W , temos que

Δ U i b f = 30 c a l = 36 c a l - W

Portanto:

W = 36 c a l - 30 c a l = 6 c a l

Passo 2

(b)Como dissemos na letra (a), a variação de energia interna depende apenas dos estados final e inicial. Então, Δ U f i = - Δ U i b f = - 30 c a l . Daí, vem:

Δ U f i = - 30 c a l = Q f i - W f i = Q - - 13 c a l

Então, Q = - 30 c a l - 13 c a l = - 43 c a l

Passo 3

(c) No passo anterior, vimos que Δ U f i = - 30 c a l . Então,

U i - U f = - 30 c a l

Daí, como U i = 10 c a l , vem:

U f = 30 c a l + U i = 30 c a l + 10 c a l = 40 c a l

Passo 4

(d)No trecho b f o trabalho é zero, por que a variação de volume é nula!Então,

Δ U b f = U f - U b = Q b f

Daí:

Q b f = 40 c a l - 22 c a l = 18 c a l

Passo 5

(e)Em i b f , Q = 36 c a l . Mas, nesse caso Q é dado pela soma Q = Q i b + Q b f . Daí, temos que :

Q i b = Q - Q b f = 36 c a l - 18 c a l = 18 c a l

Resposta

(a)6cal

(b) - 43 c a l

(c) 40 c a l

(d)   18 c a l

(e)   18 c a l

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