Exercícios Resolvidos de Primeira Lei da Termodinâmica

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Enunciado

13 - Ao se realizar um processo termodinâmico sobre um gás ideal, sua energia térmica é elevada de um montante de 100   J . Pode-se afirmar que:

  1. Sua temperatura não necessariamente é alterada, pois podemos variar a pressão e o volume neste processo de forma que sua temperatura fique constante.
  2. O máximo que podemos fornecer de calor a esse sistema neste processo é 100 J.
  3. Este processo realizado não poderia ser isobárico, isto é, à pressão constante.
  4. Este processo realizado não poderia ser adiabático, isto é, sem trocas de calor com o meio externo.
  5. Se o calor fornecido for inferior a 100 J, trabalho deverá ser realizado pelo gás ao longo deste processo.

Passo 1

Ora, a alternativa correta aqui nessa questão é a letra E. Mas por quê?

Bem, sabemos pela primeira lei da termodinâmica que:

Q = ∆ U + W

Onde ∆ U é a variação da energia térmica, W é o trabalho fornecido pelo gás e Q é o calor fornecido ao processo. Sabemos que a energia térmica é 100   J no final do processo:

Q = 100 + W

Então se o calor Q for menor que 100 , tem que existir trabalho para compensar e entregar energia térmica ao sistema, saca?

Passo 2

Mas para você que ficou curioso, aqui vão os motivos das demais estarem erradas:

  • Letra A: A energia interna necessariamente varia a temperatura de um gás: ∆ U = m c ∆ T
  • Letra B: Não porque podemos fornecer quanto calor se queira, desde que exista trabalho para consumir a energia extra...
  • Letra C: Poderia, pois o que manda na energia interna é a variação de temperatura!
  • Letra D: Ora, poderia, mas aí o Q seria 0 e toda a energia de ∆ U deveria vir do trabalho W .

Resposta

Letra E.

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