Das seguintes opções, qual pode NÃO se anular ao longo de um ciclo em um processo cíclico?
Escolha uma opção:
a. a variação da pressão da substância
b. o trabalho realizado pela substância menos a energia absorvida pela substância na forma de calor
c. a variação da temperatura da substância
d. a variação do volume da substância
e. a energia absorvida pela substância na forma de calor
Escolha uma opção:
a. a variação da pressão da substância
b. o trabalho realizado pela substância menos a energia absorvida pela substância na forma de calor
c. a variação da temperatura da substância
d. a variação do volume da substância
e. a energia absorvida pela substância na forma de calor
Passo 1
Beleza, a questão está perguntando: num processo cíclico, ou seja, aquele em que a substância volta ao mesmo estado inicial, o que “pode NÃO se anular” (poder ficar diferente de zero) ao longo de um ciclo? As opções são variações de pressão, temperatura, volume, trabalho menos calor absorvido, e calor absorvido.
Conteúdo envolvido: termodinâmica básica, especialmente a noção de funções de estado (pressão , volume
, temperatura
, energia interna
) e a Primeira Lei da Termodinâmica. Vamos usar:
Conteúdo envolvido: termodinâmica básica, especialmente a noção de funções de estado (pressão
- Qualquer função de estado tem variação zero num ciclo.
- A Primeira Lei:
, onde é o calor absorvido e o trabalho realizado pela substância.
Passo 2
O lance das “funções de estado” (P, V, T, U) é que, se o sistema volta pro ponto inicial, essas variáveis voltam exatamente ao mesmo valor. Logo a variação de qualquer uma dessas ao final do ciclo é zero.
Então:
Então:
Passo 3
Agora olha a opção (b): “o trabalho realizado pela substância menos o calor absorvido”. Em símbolos, isso é
Mas pela Primeira Lei,
. Num ciclo completo, você volta ao mesmo
, então
. Logo
Ou seja, essa diferença SEMPRE se anula num ciclo.
Passo 4
Resta analisar o calor total
absorvido (opção e). Diferente do que acontece com funções de estado, o calor e o trabalho NÃO são funções de estado: dependem do caminho que você percorre no diagrama P–V. Num ciclo, você pode absorver calor em parte do trajeto e rejeitar em outra, e o saldo líquido
pode ser diferente de zero — desde que o trabalho também seja diferente de zero, respeitando
.
Passo 5
Resumo da análise:
- Opções a, c, d (variações de P, T, V) são funções de estado → variação zero.
- Opção b (
) pela 1ª Lei → zero. - Opção e (calor líquido
) PODE ser não zero, porque calor não é função de estado.
Resposta
A opção que pode NÃO se anular ao longo de um ciclo é a letra e.