Questão 1
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Um sistema fechado contém um mol de um gás ideal. Qual das afirmações abaixo é necessariamente verdadeira quando o gás recebe calor?
Escolha uma opção:
A. O gás realiza trabalho.B. A temperatura do gás aumenta.C. Nenhuma das três respostas apresentadas.D. O gás se expande.

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um sistema fechado que contém 1 mol de um gás ideal. A pergunta é: quando o gás recebe calor, qual das afirmações abaixo é necessariamente verdadeira? Vamos precisar entender conceitos de termodinâmica, especialmente sobre sistemas fechados, calor, trabalho e propriedades dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um sistema fechado. Em termodinâmica, um sistema fechado é aquele que pode trocar energia (como calor e trabalho) com o ambiente, mas não troca matéria. Então, nesse caso, o gás pode receber calor e pode realizar trabalho, mas a quantidade de mols não muda.

Passo 3

Agora, quando o gás recebe calor, segundo a primeira lei da termodinâmica, esse calor pode ser usado para aumentar a energia interna do gás ou para realizar trabalho. A equação dessa lei é:
De
Onde:
- De é a variação da energia interna,
- Q é o calor recebido pelo sistema,
- W é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 4

Como o sistema recebe calor ( Q > 0), essa energia pode aumentar a energia interna ( De) ou ser usada para realizar trabalho ( W). No caso de um gás ideal, a energia interna está relacionada à temperatura. Então, se parte do calor aumenta a energia interna, a temperatura do gás deve aumentar.

Passo 5

Vamos analisar as opções:
  • A. O gás realiza trabalho. Nem sempre. O gás pode ou não realizar trabalho, dependendo das condições do processo.
  • B. A temperatura do gás aumenta. Isso é necessariamente verdadeiro, pois o aumento de energia interna implica aumento de temperatura.
  • C. Nenhuma das três respostas apresentadas. Não é o caso, já que a opção B é verdadeira.
  • D. O gás se expande. O gás pode se expandir se houver espaço para isso, mas não é necessariamente verdadeiro em todas as situações.

Resposta

A afirmação B. A temperatura do gás aumenta é necessariamente verdadeira quando o gás recebe calor.

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