Enunciado

Quando um gás ideal sofre um processo isotérmico, (a) nenhum trabalho é realizado pelo sistema, (b) o sistema não absorve calor, (c) calor absorvido pelo sistema é igual à variação de sua energia interna, (d) o calor absorvido pelo sistema é igual ao trabalho que ele realiza.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão. Se o processo é isotérmico, significa que o gás não teve variação de temperatura.

Aí vamos lembrar da lei da termodinâmica:

Δ E i n t = Q + W

Lembra também que para um gás ideal vale que

E i n t = 2 3 n R T

Onde n é o número de moles do gás, R constante dos gases e T a temperatura do gás. Essa expressão diz para a gente que a energia interna de um gás com quantidade de moléculas constante só depende da sua temperatura.

A quantidade de moléculas do gás permanece a mesma no nosso processo isotérmico. Quando ele descreve esses processos termodinâmicos, podemos considerar isso (a menos que ele diga o contrário mesmo).

Então quer dizer que nossa energia interna do gás só depende da temperatura.

Passo 2

Agora pensa comigo. Se a temperatura ficou constante durante o processo, houve variação na energia interna do gás? Não! Porque a energia interna só depende da temperatura. Se a temperatura não varia, E i n t não varia.

Então podemos dizer que

Δ E i n t = 0

Substuindo isso na lei da termodinâmica:

Δ E i n t = Q + W

0 = Q + W

Q = - W

Isso descreve a letra d! O calor é totalmente convertido em trabalho quando não há mudança de temperatura.

Resposta

L e t r a   d

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