Questão de Engenharia Mecânica · FGV PCAM 2021 (nº 68)

A Primeira Lei da Termodinâmica afirma que a energia total de um sistema isolado é constante, ou seja, a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada. Para um sistema não isolado, qualquer variação da energia interna ($\Delta U$) é o resultado da troca de calor (Q) e trabalho (W) com a vizinhança.

** (A) Incorreta:** O trabalho realizado pelo sistema na vizinhança representa uma saída de energia do sistema (o sistema gasta energia para realizar o trabalho). Portanto, somar o calor que entra com o trabalho realizado pelo sistema não garante uma variação positiva; na verdade, o trabalho realizado pelo sistema subtrai energia.
** (B) Correta:** Uma variação positiva de energia interna ($\Delta U > 0$) ocorre quando o sistema recebe calor (calor que entra, Q > 0) e/ou recebe trabalho (trabalho fornecido ao sistema, W > 0). A soma dessas duas contribuições positivas resulta em um aumento da energia interna do sistema.
** (C) Incorreta:** O calor que sai do sistema representa uma perda de energia para o sistema (Q < 0). Mesmo que haja trabalho fornecido ao sistema, a soma de um termo negativo com um positivo não garante uma variação positiva de energia, a menos que o trabalho fornecido seja maior que o calor que sai.
** (D) Incorreta:** O trabalho fornecido ao sistema pela vizinhança aumenta a energia do sistema. Se fosse uma diferença (subtração), estaria implicando que o trabalho fornecido diminuiria a energia, o que é o oposto do que acontece.
** (E) Incorreta:** Tanto o calor que sai do sistema (perda de energia) quanto o trabalho realizado pelo sistema (perda de energia) são termos que diminuem a energia interna do sistema. A diferença entre dois termos que representam perdas resultaria em uma variação negativa, não positiva.