Qual(is) dos seguintes processos não viola( m ) a primeira lei da termodinâmica?
Escolha uma ou mais:
\square a. W>0, Q<0 e \Delta U=0
\square b. W<0, Q<0 e \Delta U<0
\square c. W>0, Q<0 e \Delta U>0
d. W<0, Q>0 e \Delta U<0
\square e. W>0, Q<0 e \Delta U<0

Passo 1

O enunciado dá várias alternativas com sinais de trabalho W, calor Q e variação de energia interna \Delta U, e pede quais não violam a primeira lei da termodinâmica. O conteúdo é a primeira lei, dada por
\Delta U = Q - W.

Passo 2

Vamos aplicar \Delta U = Q - W a cada caso e verificar se o sinal de \Delta U indicado bate com o sinal de Q - W.

Passo 3

Para as alternativas em que W>0 e Q<0 (opções a, c e e) temos
Q - W = (\text{negativo}) - (\text{positivo}) = \text{negativo}.
Logo só é consistente o caso em que \Delta U<0, ou seja, a opção e. As opções a e c, que dizem \Delta U=0 ou \Delta U>0, violam a lei.

Passo 4

Para a opção b, W<0 e Q<0, tem-se
Q - W = (\text{negativo}) - (\text{negativo}) = (\text{negativo}) + (\text{positivo}),
que pode ser negativo se |Q|>|W|. Assim \Delta U<0 é possível e b é consistente.

Passo 5

Para a opção d, W<0 e Q>0 dão
Q - W = (\text{positivo}) - (\text{negativo}) = \text{positivo},
logo não pode resultar em \Delta U<0 e d viola a lei.

Resposta

b) e e)

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