Um gás ideal sofre uma compressão isobárica sob a pressão de 4·103 N/m2 e o seu volume diminui 0,2 m3. Durante o processo, o gás perde 1,8·103 J de calor. A variação da energia interna do gás foi de:
- A)1,8·103 J
- B)1,0·103 J
- C)-8,0·102 J
- D)-1,0·103 J
- E)-1,8·103 J
Resposta:
A alternativa correta é D)
Para resolver este problema, vamos utilizar a equação de estado dos gases ideais, que relaciona a pressão, volume e temperatura de um gás ideal. Além disso, vamos utilizar a lei da termodinâmica que define a variação da energia interna de um sistema como a diferença entre o calor absorvido e o trabalho realizado pelo sistema.
Primeiramente, vamos calcular o trabalho realizado pelo gás durante o processo de compressão. Como a pressão é constante, o trabalho realizado é dado por:
W = P · ΔV
Substituindo os valores dados, temos:
W = 4·103 N/m2 · (-0,2 m3) = -800 J
Note que o volume diminui, então o trabalho realizado é negativo.
Como o gás perde 1,8·103 J de calor, a variação da energia interna do gás é dada por:
ΔU = Q - W = -1,8·103 J - (-800 J) = -1,0·103 J
Portanto, a resposta correta é:
- D)-1,0·103 J
Essa resposta indica que a energia interna do gás diminuiu em 1,0·103 J durante o processo de compressão.
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