Question

Um gás sofre uma expansão variando seu volume de 2,0 m³ até 5,0 m³, sob pressão constante de 5.000 N/m², recebendo, durante o processo, 20.000 J de calor. A variação da energia interna do gás, em Joule, é

Answer 1

T = p∆V
T = 5.10³ . ( 5-2 ) 
T = 15.10³ J

Q=∆E + T
∆E = T-Q
∆E = 15.10³ - 20.10³
∆E = -5.10³ J [ O sistema perde calor ] 

Answer 2

A variação da energia interna do gás é de 5000 Joules.

Nas transformações isobáricas, ou seja com a pressão mantida constante durante o processo, o trabalho realizado sobre ou por um gás ideal pode ser calculado por meio do produto da pressão do gás pela variação de volume que o mesmo sofre.

T = P. ΔV

T = 5000 . (5 - 2)

T = 15000 Joules

Como o gás expandiu, o trabalho é considerado positivo.

Segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, a quantidade de calor trocada com o meio é usada para a realização de um trabalho e/ou atua na variação da energia interna do gás.

Ou seja, em um sistema isolado a variação da energia interna de um gás será igual a diferença da quantidade de calor trocada com o meio e o trabalho realizado por ele.

ΔU = Q - T

ΔU = 20000 - 15000

ΔU = 5000 Joules