Sobre um gás confinado em condições ideais podemos afirmar corretamente que:
e) quando o gás sofre transformações num ciclo, o trabalho resultante que ele realiza é nulo.
e) quando o gás sofre transformações num ciclo, o trabalho resultante que ele realiza é nulo.
Passo 1
Beleza, recapitulando rapidinho o enunciado: temos um gás ideal confinado e a afirmativa (e) diz que “quando esse gás faz transformações num ciclo, o trabalho resultante que ele realiza é nulo”.
Conteúdo: Termodinâmica, mais especificamente a 1ª lei da termodinâmica e processos cíclicos de um gás ideal. Vamos precisar entender como funciona a variação de energia interna e a relação entre calor e trabalho num ciclo.
Conteúdo: Termodinâmica, mais especificamente a 1ª lei da termodinâmica e processos cíclicos de um gás ideal. Vamos precisar entender como funciona a variação de energia interna e a relação entre calor e trabalho num ciclo.
Passo 2
Primeiro, lembra da 1ª lei da termodinâmica? É basicamente a conservação de energia para sistemas térmicos. Em fórmulas latex fica assim:
onde
-
é a variação de energia interna do gás, -
é o calor recebido pelo gás, -
é o trabalho realizado pelo gás (positivo se ele “empurra” algo).
Pra um gás ideal, a energia interna
depende só da temperatura
.
Passo 3
Agora, num processo cíclico o gás volta exatamente ao estado inicial: mesma pressão, volume e temperatura. Isso significa que a variação total da energia interna ao final do ciclo é zero:
Substituindo na 1ª lei, temos
Ou seja, o trabalho líquido que o gás realiza num ciclo é igual ao calor líquido que ele recebeu.
Isso não implica que em todo ciclo — só seria zero se também
, o que não é regra geral (por exemplo, numa máquina térmica a gente geralmente tem
e gera trabalho).
Isso não implica que
Resposta
A afirmativa (e) está incorreta. Num ciclo termodinâmico de um gás ideal o trabalho resultante só é nulo se o calor líquido trocado também for zero, mas em geral isso não acontece.