1 exercícios resolvidos de Energia interna

Termodinâmica

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Qual a energia interna de 1,5 mols de um gás perfeito na temperatura de 20°C?
Considere R=8,31 J/mol.K.

Entendendo Energia interna

A energia de um sistema termodinâmico, composto por um grande número de partículas tais como íons, moléculas, átomos ou mesmo fótons, pode ser decomposta em três partes:

  • As energias cinéticas atreladas ao movimento de todo o sistema e ao movimento das partículas que o constituem.

  • As energias potenciais do sistema devido às interações com o ambiente externo expressas via campos gravitacionais, elétricos ou magnéticos, e devido às interações entre as moléculas, íons, átomos, elétrons, núcleos, núcleons etc... que constituem esse sistema.

  • As energias de campos radiantes confinados pelas fronteiras do sistema, tipicamente as energias de fótons térmicos confinados.


Exemplo de um sistema gasoso evidenciando uma das parcelas de sua energia interna: a sua energia térmica
Existem, portanto, dois níveis de escala para a energia total do sistema:
Nível macroscópico, sensível aos sentidos, ou seja, definido em escala humana, abarcando a energia cinética macroscópica do sistema quando em movimento em relação a um referencial inercial aparte desse, e as energias potenciais do sistema quando imerso em campos gravitacional, elétrico ou magnético macroscopicamente estabelecidos por fontes externas.
Nível microscópico, inacessível aos nossos sentidos, abarcando a soma das energias cinéticas das partículas constituintes - atrelada ao movimento térmico dessas -; as energias potenciais $E_\tex