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FCM PB Medicina 2014/1
Quando um sistema termodinâmico realiza trabalho de 100 Joules ao sofrer um acréscimo de sua energia interna, que é de 185 Joules, qual a quantidade de calor envolvida?
a
285 Joules
b
80 Joules
c
1,85 x 10-4 Joules
d
0,54 Joules
e
5,4 Joules
Ver resposta
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Resposta
A
Resolução
De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna de um sistema relaciona‐se com o calor trocado e o trabalho realizado por:
\[ Q = \Delta U + W \]
Onde:
- \(Q\): calor trocado (positivo se entra no sistema)
- \(\Delta U\): variação da energia interna (positivo se aumenta)
- \(W\): trabalho realizado pelo sistema (positivo se sai do sistema)
Dados do enunciado:
- Trabalho realizado pelo sistema: \(W = +100\,\text{J}\)
- Acréscimo da energia interna: \(\Delta U = +185\,\text{J}\)
Aplicando a equação:
\[ Q = 185\,\text{J} + 100\,\text{J} = 285\,\text{J} \]
Portanto, a quantidade de calor envolvida é 285 Joules.
Alternativa correta: A.
Dicas
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Lembre-se de que a Primeira Lei relaciona calor, trabalho e variação de energia interna.
Verifique se o trabalho foi realizado PELO sistema ou SOBRE o sistema para definir o sinal.
Some os valores (com os sinais adequados) para obter o calor trocado.
Erros Comuns
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Usar sinal errado para o trabalho e subtrair \(100\,\text{J}\) de \(185\,\text{J}\).
Esquecer que o acréscimo de energia interna é positivo.
Confundir unidades ou converter desnecessariamente para notação científica.
Revisão
Primeira Lei da Termodinâmica:
\[ Q = \Delta U + W \]
• Se o sistema recebe calor, \(Q\) é positivo; se perde, é negativo.
• Se o sistema realiza trabalho sobre o meio, \(W\) é positivo; se o meio realiza trabalho sobre o sistema, \(W\) é negativo.
• \(\Delta U\) é positiva quando a energia interna aumenta.
A soma algébrica de calor e trabalho fornece a variação da energia interna.
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