(a) O gás está realizando trabalho sobre o ambiente ou o ambiente está realizando trabalho sobre o gás?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta só isso: “O gás está realizando trabalho sobre o ambiente ou o ambiente está realizando trabalho sobre o gás?” Isso é Termodinâmica básica, vamos precisar da definição de trabalho em gases (δW) e de como o sinal da variação de volume (dV) diz quem “empurra” quem.
Passo 2
Na Termodinâmica, a gente define o trabalho infinitesimal trocado pelo sistema como
onde
-
é a pressão externa atuando sobre o gás, -
é a variação infinitesimal do volume do gás.
Se
, o volume aumenta (expansão); se
, o volume diminui (compressão).
Passo 3
Agora basta ligar o sinal de
ao “quem faz o trabalho”:
- Quando
(expansão), . Isso significa que o gás “empurra” o ambiente, ou seja, o gás realiza trabalho sobre o ambiente. - Quando
(compressão), . Aí é o ambiente que empurra o gás, isto é, o ambiente realiza trabalho sobre o gás.
Resposta
Se o gás está se expandindo (
), ele realiza trabalho sobre o ambiente. Se ele estiver sendo comprimido (
), o ambiente realiza trabalho sobre o gás.