Mantendo uma estreita abertura em sua boca, assopre com vigor sua mão agora! Viu? Você produziu uma transformação adiabática! Nela, o ar que você expeliu sofreu uma violenta expansão, durante a qual:
a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo;
b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo;
c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por não ocorrer variação da sua energia interna;
d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia interna;
a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo;
b) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo;
c) o trabalho realizado correspondeu ao aumento da quantidade de calor trocado por esse ar com o meio, por não ocorrer variação da sua energia interna;
d) não houve realização de trabalho, uma vez que o ar não absorveu calor do meio e não sofreu variação de energia interna;
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Ela fala sobre uma transformação adiabática, que ocorreu quando você assoprou com força e expandiu o ar rapidamente sem trocar calor com o ambiente. Precisamos entender o que acontece com a energia interna e o trabalho realizado nesse processo. Para resolver isso, vamos lembrar da primeira lei da termodinâmica, que relaciona essas grandezas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é uma transformação adiabática. Isso significa que não há transferência de calor entre o sistema (o ar que você expeliu) e o ambiente. Ou seja,
.
Passo 3
A primeira lei da termodinâmica é dada por:
Onde:
-
é a variação da energia interna. -
é o calor trocado. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Como no caso da transformação adiabática
, a equação fica:
Passo 4
Da equação
, vemos que a variação da energia interna depende do trabalho realizado. Se o trabalho
for positivo (sistema realizando trabalho sobre o ambiente), então
será negativo, ou seja, a energia interna diminui.
Passo 5
Na situação descrita, o ar está expandindo rapidamente, realizando trabalho ao empurrar contra a resistência do ar e do ambiente. Portanto,
, o que implica
. Isso significa que a energia interna do ar diminui durante a expansão adiabática.
Resposta
A alternativa correta é a a) o trabalho realizado correspondeu à diminuição da energia interna desse ar, por não ocorrer troca de calor com o meio externo.