Realiza-se 25kJ de trabalho sobre um sistema que consiste em 3 kg de água agitando-se essa água por meio de uma roda de palhetas. Durante esse período, o sistema perde 15 kcal de calor devido à ineficiência do isolamento. Qual a variação da energia interna do sistema? (Dado: 1 kcal = 4,18 kJ)

Resposta: A alternativa correta é D) -37,7 kJ

Para encontrar a variação da energia interna do sistema, devemos considerar a primeira lei da termodinâmica, que estabelece que a variação da energia interna (ΔU) de um sistema é igual ao trabalho realizado sobre o sistema (W) menos o calor transferido para fora do sistema (Q):

ΔU = W - Q

No presente caso, o trabalho realizado sobre o sistema é de 25 kJ, e o calor transferido para fora do sistema é de 15 kcal. Primeiramente, precisamos converter o calor de kcal para kJ, utilizando a conversão 1 kcal = 4,18 kJ:

15 kcal × 4,18 kJ/kcal = 62,7 kJ

Agora, podemos calcular a variação da energia interna do sistema:

ΔU = 25 kJ - 62,7 kJ = -37,7 kJ

Portanto, a variação da energia interna do sistema é de -37,7 kJ.

Essa resposta negativa indica que a energia interna do sistema diminuiu, o que é esperado, pois parte da energia fornecida foi perdida em forma de calor devido à ineficiência do isolamento.