Variação de energia interna: ΔU = Q − W, grátis

Uma calculadora de variação de energia interna aplica a primeira lei da termodinâmica a duas transferências de energia que você já conhece: o calor adicionado a um sistema fechado e o trabalho que esse sistema realiza sobre as vizinhanças. Informe Q e W em qualquer unidade de energia coerente—joules, quilojoules ou calorias—e a ferramenta devolve ΔU igual a Q menos W, nomes de campo espelhados para delta U, uma string de fórmula, uma interpretação breve do sinal de ΔU e a substituição passo a passo que você pode colar em cadernos de laboratório, lições ou testes automatizados.

O que a primeira lei diz sobre ΔU, calor e trabalho

Para um sistema termodinâmico fechado a primeira lei afirma que a variação de energia interna é igual ao calor adicionado ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema quando se usa a convenção comum de química para o trabalho. Em símbolos, delta U é igual a Q menos W. A energia interna U é uma função de estado: só os estados inicial e final importam para ΔU, enquanto Q e W dependem do caminho.

O calor é positivo quando a energia entra no sistema como calor e negativo quando o calor sai. O trabalho é positivo quando o sistema se expande ou realiza trabalho sobre as vizinhanças e negativo quando as vizinhanças realizam trabalho líquido sobre o sistema, por exemplo em compressão. Subtrair W de Q contabiliza a energia que sai como trabalho.

Professores e corretores automáticos cuidam tanto das convenções de sinal quanto da aritmética: um aluno que trate W como trabalho feito sobre o sistema deve inverter o sinal de W antes de usar esta ferramenta, porque a fórmula publicada é sempre ΔU igual a Q menos W_by.

Números típicos de sala incluem absorver quinhentos joules de calor enquanto se fazem duzentos joules de trabalho de expansão, o que dá ΔU igual a trezentos joules, ou liberar calor ao ser comprimido, o que pode produzir ΔU positivo ou negativo conforme as magnitudes. O caminho de verificação recalcula Q menos W com o mesmo arredondamento fixo dos campos publicados, de modo que uma resposta bem-sucedida sempre traz passos que você pode asserir em testes, planilhas ou relatórios de termodinâmica sobre a primeira lei.

Dicas práticas, limites e buscas de termoquímica

Mantenha unidades de energia coerentes com o seu relatório: se Q e W estão ambos em quilojoules, ΔU está em quilojoules; misturar joules com quilojoules sem converter escalará a resposta em silêncio porque esta ferramenta não converte unidades. Prefira enviar números em vez de strings pré-formatadas quando controlar o cliente; números em string só são aceitos quando batem com um padrão numérico finito estrito.

Esta página atende quem busca uma calculadora de variação de energia interna, primeira lei ΔU igual a Q menos W, ajuda de lição de calor e trabalho, ou delta U online; não é uma ferramenta completa de eficiência de ciclo, não é um integrador de processos de gás ideal a partir de caminhos P-V e não é um solucionador de temperatura de calorímetro que monta Q a partir de massa e calor específico.

Prefira esta capacidade quando já tiver Q e W sob a convenção de trabalho do sistema e só precisar de ΔU; se o seu livro define W como trabalho sobre o sistema, negue W primeiro ou reordene offline.