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Um botijão de cozinha contém gás sob alta pressão. Ao abrirmos esse botijão, percebemos que o gás escapa rapidamente para a atmosfera. Como esse processo é muito rápido, podemos considerá-lo como um processo adiabático. Considerando que a primeira lei da termodinâmica é dada por ∆U = Q – W, onde ∆U é a variação da energia interna do gás, Q é a energia transferida na forma de calor e W é o trabalho realizado pelo gás, é correto afirmar que:
Um botijão de cozinha contém gás sob alta pressão. Ao abrirmos esse botijão, percebemos que o gás escapa
rapidamente para a atmosfera. Como esse processo é muito rápido, podemos considerá-lo como um processo adiabático.
rapidamente para a atmosfera. Como esse processo é muito rápido, podemos considerá-lo como um processo adiabático.
Considerando que a primeira lei da termodinâmica é dada por ∆U = Q – W, onde ∆U é a variação da energia interna
do gás, Q é a energia transferida na forma de calor e W é o trabalho realizado pelo gás, é correto afirmar que:
do gás, Q é a energia transferida na forma de calor e W é o trabalho realizado pelo gás, é correto afirmar que:
- A)A pressão do gás aumentou e a temperatura diminuiu.
- B)O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás não variou.
- C)O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás diminuiu.
- D)A pressão do gás aumentou e o trabalho realizado foi negativo.
Resposta:
A alternativa correta é C)
Como o processo é adiabático, não há transferência de calor (Q = 0). Além disso, como o gás expande rapidamente para a atmosfera, o trabalho realizado pelo gás (W) é positivo, pois o gás realiza um trabalho para expandir contra a pressão atmosférica. Dessa forma, a variação da energia interna do gás (∆U) é negativa, pois a energia interna do gás é convertida em trabalho realizado. Como a temperatura do gás é diretamente proporcional à sua energia interna, a temperatura do gás diminuiu.
Portanto, a resposta correta é C) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás diminuiu. Isso ocorre porque o gás realiza um trabalho para expandir contra a pressão atmosférica, o que leva à conversão de energia interna em trabalho, resultando em uma diminuição da temperatura do gás.
É importante notar que a opção A) está errada, pois a pressão do gás não aumenta, pois o gás se expande para a atmosfera, o que leva a uma diminuição da pressão. Além disso, a opção B) também está errada, pois a temperatura do gás não permanece constante, mas sim diminui. Já a opção D) está errada, pois o trabalho realizado pelo gás é positivo, e não negativo.
Em resumo, a expansão adiabática do gás leva a uma diminuição da temperatura do gás e a um trabalho realizado pelo gás que é positivo. Essa é a razão pela qual a resposta correta é C) O trabalho realizado pelo gás foi positivo e a temperatura do gás diminuiu.
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