Trabalho e Variação da Energia Interna de um gás.
O gráfico abaixo mostra a evolução de um gás ideal sob pressão constante de 10N/m², desde o estado inicial A, até o estado final B.
Durante esse processo, o gás cede 1,0 kJ de calor para o ambiente.
Qual o trabalho realizado sobre o gás, e a variação de sua energia interna?
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O trabalho de um gás é dado por:
\(\tau = p \Delta V, \ p \ \text{constante}\)
Logo, pelo gráfico, inferimos:
\(\tau = (10N/m^2)(10 - 40)m^3 \\ \tau = -300 Nm \\ \tau = -300 J \\ \tau = -0,3 kJ\)
Pela primeira lei da termodinâmica, teremos:
\(\Delta U = Q - \tau\)
O enunciado anterior considera trabalho positivo na expansão do gás e calor positivo se o gás recebe calor. Em formulações mais antigas pode surgir uma convenção de soma e não subtração. Dessa forma, teremos:
\(\Delta U = - 1,0kJ - (-0,3 kJ) \\ \boxed{\Delta U = -0,7 kJ}\)
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