Uma amostra de gás ideal está contida em um cilindro metálico que está imerso em uma grande quantidade de água a temperatura constante. O gás é comprimido lentamente numa transformação isotérmica. A variação da energia interna do gás (ΔU) e o trabalho W realizado pelo gás nesse processo são:

Uma amostra de gás ideal está contida em um cilindro metálico que está imerso em uma grande quantidade de água a temperatura constante. O gás é comprimido lentamente numa transformação isotérmica. A variação da energia interna do gás (ΔU) e o trabalho W realizado pelo gás nesse processo são:

• A)ΔU = 0; W > 0
• B)ΔU = 0; W < 0
• C)ΔU > 0; W > 0
• D)ΔU < 0; W < 0

Vamos analisar cada opção para encontrar a resposta certa. Em uma transformação isotérmica, a temperatura do gás permanece constante. Isso significa que a energia interna do gás não muda, pois a temperatura é uma medida da energia interna do gás. Portanto, ΔU = 0.

Agora, vamos analisar o trabalho realizado pelo gás. Quando o gás é comprimido, o seu volume diminui. Isso significa que o trabalho realizado pelo gás é negativo, pois o gás está sendo comprimido e não está se expandindo. Portanto, W < 0.

Com essas informações, podemos eliminar as opções A), C) e D). A opção A) é inválida porque o trabalho realizado pelo gás é negativo, e não positivo. A opção C) é inválida porque a energia interna do gás não aumenta em uma transformação isotérmica. A opção D) é inválida porque a energia interna do gás não diminui em uma transformação isotérmica.

Portanto, a resposta certa é a opção B)ΔU = 0; W < 0. Isso ocorre porque a energia interna do gás não muda em uma transformação isotérmica e o trabalho realizado pelo gás é negativo quando ele é comprimido.

É importante notar que a compreensão dos conceitos de energia interna e trabalho é fundamental para resolver problemas de termodinâmica. Além disso, é importante lembrar que as transformações isotérmicas são muito comuns em processos naturais e em aplicações tecnológicas.

Em resumo, a resposta certa é a opção B)ΔU = 0; W < 0 porque a energia interna do gás não muda em uma transformação isotérmica e o trabalho realizado pelo gás é negativo quando ele é comprimido. Essa compreensão é fundamental para resolver problemas de termodinâmica e para entender os processos naturais e tecnológicos.