Calcule a variação de energia interna de um gás que recebe 300 J de calor e realiza 100 J de trabalho.
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a variação de energia interna de um gás que recebe 300 J de calor e realiza 100 J de trabalho.
- A) 100 J
- B) 200 J
- C) 300 J
- D) 400 J
- E) 500 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O gás recebe Q = 300 J de calor e realiza τ = 100 J de trabalho sobre o ambiente. Passo 2: Lembre a primeira lei da termodinâmica, que relaciona as trocas de energia: Q = ΔU + τ, ou seja, ΔU = Q - τ. Passo 3: Como o gás realiza trabalho, ele 'gasta' parte da energia recebida, por isso o trabalho entra com sinal negativo na conta da variação de energia interna. Passo 4: Calcule ΔU = 300 - 100 = 200 J. Passo 5: Conclusão: a variação de energia interna é de 200 J, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 100 J é apenas o valor do trabalho, que não é a variação de energia interna; C) 300 J é o calor recebido, ignorando a parte da energia que o gás usou para realizar trabalho; D) 400 J soma calor e trabalho, o que ignora que o trabalho realizado pelo gás deve ser subtraído; E) 500 J não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados e resulta de erro na soma ou no sinal.
💡 Dica: Aplique a primeira lei da termodinâmica.
Alternativa por alternativa
Confunde a variação de energia interna com o próprio trabalho realizado, tomando o valor de 100 J como resposta sem usar o calor recebido.
Por que engana: Confundir sinais de trabalho e calor na equacao da variacao de energia interna, somando ou subtraindo incorretamente.
?U = 300 J - 100 J = 200 J.
Acredita que toda a energia recebida na forma de calor se transforma em energia interna, ignorando o trabalho realizado pelo gás.
Soma o calor recebido com o trabalho realizado (300 + 100), esquecendo que o trabalho feito pelo gás deve ser subtraído na primeira lei.
Erra o cálculo ou o sinal, obtendo um valor maior que o calor recebido, como se o gás ganhasse energia adicional ao realizar trabalho.
Raio-X da questão
variação de energia interna
avaliacao
primeira lei da termodinamica · calculo de energia e trabalho
Revisar a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
Confundir sinais de trabalho e calor na equacao da variacao de energia interna, somando ou subtraindo incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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