Leia as informações a seguir para responder às questões de números 7 e 8.
Um gás, dentro de um cilindro provido de um êmbolo, entra em contato com uma fonte de calor e recebe 100 cal. Com isso, sofre uma expansão a pressão constante de 2 times 10^4 N / m^2 e realiza um trabalho de 80 J. (Adote 1 cal=4,18 J).
A variação de volume sofrida pelo gás, em m^3, é de
a) 4,0 times 10^-3
b) 4,0 times 10^-2
c) 3,5 times 10^-1
d) 3,5 times 10^2
e) 2,5 times 10^3

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um gás dentro de um cilindro com um êmbolo. Esse gás recebe 100 calorias de uma fonte de calor, expande mantendo a pressão constante de e realiza um trabalho de 80 Joules. Nosso objetivo é descobrir quanto o volume desse gás mudou, ou seja, encontrar em metros cúbicos.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter a quantidade de calor recebida de calorias para Joules, já que as unidades do trabalho também estão em Joules. Sabemos que:
1 , cal = 4,18 , J
Então, multiplicamos 100 cal por 4,18 J/cal:
Q = 100 , cal times 4,18 , J/cal = 418 , J

Passo 3

Agora, vamos lembrar da Primeira Lei da Termodinâmica, que diz:
De
onde W = P De é a variação da energia interna, De é o calor fornecido e é o trabalho realizado pelo gás. Contudo, para encontrar a variação de volume, podemos focar na definição de trabalho em processos a pressão constante:
Queremos encontrar , então rearranjamos a fórmula:

Passo 4

Agora, basta substituir os valores que temos:
W = 80 , J e P = 2 times 10^4 , N/m^2
Então:
De

Resposta

A variação de volume sofrida pelo gás é de . Portanto, a resposta correta é a letra a).

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