Considere as seguintes proposições a respeito de calor e trabalho em termodinâmica.
A energia interna de um sistema pode ser definida como a soma das energias cinéticas de translação de todas as suas partículas constituintes (átomos ou moléculas).
Se um sistema recebe de calor e realiza um trabalho de sobre a vizinhança, a variação de sua energia interna é de
Uma reação química em fase gasosa ocorrendo em temperatura constante não apresenta variação de energia interna.
Em nível molecular, tanto o calor quanto o trabalho estão associados a transferências de energia, mas o calor está relacionado a um aumento desorganizado da energia cinética das moléculas, ao passo que o trabalho, em uma expansão ou compressão, está majoritariamente associado a uma mudança na energia cinética das moléculas de forma organizada, na direção do movimento do pistão ou fronteira do sistema.
Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.
A análise das proposições exige distinguir a definição de energia interna da Primeira Lei da Termodinâmica e da interpretação molecular de calor e trabalho. A energia interna inclui todas as formas microscópicas de energia presentes no sistema, e não apenas a translação das partículas. Já calor e trabalho são modos de transferência de energia, com características microscópicas distintas.
A energia interna de um sistema não é apenas a soma das energias cinéticas de translação de suas partículas. Ela inclui também energias cinéticas de rotação e vibração, além das energias potenciais associadas às interações intermoleculares e às ligações químicas. Portanto, a proposição é incorreta.
Pela Primeira Lei da Termodinâmica, Se o sistema recebe calor, e se ele realiza trabalho sobre a vizinhança, Logo, Portanto, a proposição é correta.
Mesmo em temperatura constante, uma reação química em fase gasosa pode apresentar variação de energia interna, porque a composição química do sistema muda. A constância da temperatura não implica, por si só, quando há transformação química. Portanto, a proposição é incorreta.
Em nível molecular, calor e trabalho são modos de transferência de energia. O calor está associado ao aumento desorganizado da energia microscópica das partículas. Já o trabalho, em uma expansão ou compressão, está associado a uma transferência organizada de energia, com efeito macroscópico direcional, como o deslocamento de um pistão. Portanto, a proposição é correta.