A avaliação da segurança estrutural de tanques metálicos de...

Eu achei 1, 1/2 e 1.

Eu acredito que exista uma "pegadinha" nessa questão, onde na realidade o intuito é calcular o ΔU global experimentado pelo sistema, com condição inicial de V = 25 L e Q = 1 kJ, após cada transformação sofrida por ele.

A partir das informações dadas, calcula-se o ΔU em cada etapa e, ao final, será necessário comparar os valores obtidos para o Uf (ΔU de cada experimento) com o Ui (= 1 kJ).

Da 1ª lei da termodinâmica, ΔU = Q + W, em que W = -(P*ΔV).

i) 1º experimento: ΔV= 0

Para o primeiro caso o enunciado diz apenas que o volume não sofreu nenhuma variação de energia. Contudo, ele também não indica nenhuma outra modificação ocorrida para esse processo, de onde podemos concluir que, para esse caso, ΔU1 = 0.

Assim, ΔU = Uf - Ui = 1 - 0 = 1 kJ.

ii) 2° experimento: ΔV = 5 L e P = 1 atm.

ΔU2 = Q + W2

W2 = - (P*ΔV) = 1 atm * (101,3 J/1 L atm) * (5 L) * (10^-3), sendo o último termo para a resposta ficar na unidade de kJ

W2 = - 0,5 kJ

Logo, ΔU2 = 1 - 0,5 = 0,5 kJ.

Então, a variação na energia interna será dada pela condição final do sistema menos a condição inicial.

ΔU = Uf - Ui = 1 - 0,5 = 0,5 kJ.

iii) 3° experimento: ΔV = 0,1 L e P = 0,1 atm.

ΔU3 = Q - W3

W3 = -P*ΔV = 0,1*101,3*0,1*10^-3 = - 1,013*10^-3

ΔU3 = Q - W3 = 1,0 - 1,013*10^-3 = 1 kJ

ΔU = Uf - Ui = 1,0 - 1,0 = 0 kJ.