QUESTÃO 23

Com relação ao processo isocórico, é correto afirmar que:
(A) o volume permanece constante e podem ocorrer as interações trabalho e calor.
(B) a energia interna térmica permanece constante e pode ocorrer apenas a interação calor.
(C) o volume permanece constante e pode ocorrer apenas a interação trabalho.
(D) a energia interna térmica permanece constante e podem ocorrer as interações trabalho e calor.

Passo 1

O enunciado pergunta sobre as características de um processo isocórico (isto é, de volume constante). O conteúdo de termodinâmica que vamos usar inclui a definição de trabalho de pressão–volume e a primeira lei da termodinâmica.

Passo 2

Em termodinâmica, o trabalho de pressão–volume é dado por
W = \int p\,\mathrm{d}V.
Se o volume é constante (processo isocórico), então \mathrm{d}V=0 e logo W=0.

Passo 3

A primeira lei da termodinâmica para um sistema fechado é
\Delta U = Q - W,
onde \Delta U é a variação de energia interna, Q é o calor trocado e W é o trabalho realizado pelo sistema. Como em isocórico W=0, fica
\Delta U = Q.
Ou seja, todo calor trocado modifica diretamente a energia interna; não há trabalho de pressão–volume.

Passo 4

De \Delta U = Q concluímos que, no isocórico, pode ocorrer troca de calor Q\neq0 e a energia interna \emph{não} permanece constante (varia com o calor). Além disso, não ocorre trabalho de pressão–volume W=0.

Passo 5

Analisando as alternativas:
(A) diz “volume constante e podem ocorrer trabalho e calor” – incorreto, pois em isocórico W=0.
(B) diz “energia interna constante e pode ocorrer apenas calor” – incorreto, pois \Delta U=Q\neq0.
(C) diz “volume constante e pode ocorrer apenas trabalho” – incorreto, pois em isocórico o trabalho é nulo.
(D) diz “energia interna constante e podem ocorrer trabalho e calor” – incorreto em todos os pontos.

Resposta

Nenhuma das alternativas apresentadas está correta.

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