Sob as bases da primeira lei da termodinâmica, analise o caso de um gás confinado e isolado do meio, em um recipiente hermeticamente fechado. Assinale a alternativa correta a respeito do comportamento do gás.
A.
gás realiza trabalho ao se contrair.
B.
gás realiza trabalho ao se expandir.
C. O gás realiza trabalho apenas ao se expandir adiabaticamente.
D. O gás realiza trabalho apenas ao se expandir isobaricamente.
E. O gás realiza trabalho apenas ao se expandir isotermicamente.
5. A energia interna de um sistema compõe-se da soma das energias cinética e potencial relacionadas ao movimento das espécies que compõem tal sistema. Sob as bases da primeira lei da termodinâmica, a energia interna pode mudar em função da variação das grandezas físicas calor e trabalho.
Considerando um sistema de um gás confinado e isolado do meio, o aumento de energia interna durante qualquer processo relativo ao gás será:
A.
B.
C. O gás realiza trabalho apenas ao se expandir adiabaticamente.
D. O gás realiza trabalho apenas ao se expandir isobaricamente.
E. O gás realiza trabalho apenas ao se expandir isotermicamente.
5. A energia interna de um sistema compõe-se da soma das energias cinética e potencial relacionadas ao movimento das espécies que compõem tal sistema. Sob as bases da primeira lei da termodinâmica, a energia interna pode mudar em função da variação das grandezas físicas calor e trabalho.
Considerando um sistema de um gás confinado e isolado do meio, o aumento de energia interna durante qualquer processo relativo ao gás será:
Passo 1
O enunciado descreve um gás confinado num recipiente hermeticamente fechado e isolado do meio, ou seja, não há troca de calor nem de massa com o exterior. Pelo enunciado, o processo é adiabático e segue a primeira lei da termodinâmica, que diz:
Passo 2
Como o sistema é isolado termicamente, temos
. Logo,
Passo 3
O trabalho realizado pelo gás é
que só é positivo se
(expansão). Em compressão
, o gás recebe trabalho e
é negativo. Portanto, o gás realiza trabalho apenas ao se expandir — e, como o processo é adiabático, isso só ocorre em expansão adiabática. A alternativa correta é a C.
Passo 4
Concluímos também que, em qualquer processo desse gás isolado,
isto é, o aumento de energia interna é igual ao trabalho recebido pelo gás (negativo do trabalho por ele realizado).
Resposta
C