Um cilindro com gás ideal tem um volume inicial de 1 \mathrm{~m}^{3} e um volume final de 3 \mathrm{~m}^{3}. Se o trabalho realizado pelo gás durante a expansão é de 600 J , o que acontece com a energia interna do gás?
Escolha uma opção:
a. Aumenta 600 J .
b. Não muda
c. Aumenta 300 J .
d. Diminui 300 J .
e. Diminui 600 J .

Passo 1

O enunciado fala de um gás ideal que se expande de 1,m ^3 para 3,m ^3 e realiza trabalho de 600,J. O conteúdo envolve a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona variação de energia interna \Delta U, calor trocado Q e trabalho W. Vamos usar essa lei para encontrar \Delta U.

Passo 2

Lembrando a Primeira Lei da Termodinâmica:
\Delta U = Q - W
onde \Delta U é a variação de energia interna, Q é o calor fornecido ao sistema e W é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 3

O enunciado não menciona troca de calor com o meio, então assumimos processo adiabático, ou seja,
Q = 0.

Passo 4

Substituindo Q=0 e W=600,J em \Delta U = Q - W:
\Delta U = 0 - 600\;=\;-600\\ \text{J}.
Isso significa que a energia interna do gás diminui em 600,J.

Resposta

e. Diminui 600 J.

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