Os gases hidrogênio e oxigênio, no cilindro da figura, são queimados. Enquanto a reação ocorre, o sistema perde 1150 J de calor para a vizinhança. A reação faz também com que o êmbolo suba à medida que os gases quentes se expandem. O gás em expansão realiza 480 J de trabalho na vizinhança à medida que pressiona a atmosfera. Qual é a mudança na energia interna do sistema?
Questão
Os gases hidrogênio e oxigênio, no cilindro da figura, são queimados. Enquanto a reação ocorre, o sistema perde 1150 J de calor para a vizinhança. A reação faz também com que o êmbolo suba à medida que os gases quentes se expandem. O gás em expansão realiza 480 J de trabalho na vizinhança à medida que pressiona a atmosfera. Qual é a mudança na energia interna do sistema?
Alternativas
A) +1630 J
B) -1630 J
C) +670 J
D) -670 J
Explicação
Pela 1ª Lei da Termodinâmica:
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Calor (q): o sistema perde 1150 J para a vizinhança [q = -1150,\text{J}]
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Trabalho (w): o gás realiza 480 J de trabalho na vizinhança (trabalho feito pelo sistema). Na convenção de química usada em , isso significa [w = -480,\text{J}]
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Variação da energia interna: [\Delta U = -1150 + (-480) = -1630,\text{J}]
Logo, a energia interna do sistema diminui em 1630 J.
Alternativa correta: (B).