A figura representa uma amostra de um gás, suposto ideal, contida dentro de um cilindro. As paredes laterais e o êmbolo são adiabáticos; a base é diatérmica e está apoiada em uma fonte de calor.
Considere duas situações:
I. o êmbolo pode mover-se livremente, permitindo que o gás se expanda à pressão constante;
II. o êmbolo é fixo, mantendo o gás a volume constante.
Suponha que nas duas situações a mesma quantidade de calor é fornecida a esse gás, por meio dessa fonte. Pode-se afirmar que a temperatura desse gás vai aumentar
- A) igualmente em ambas as situações.
- B) mais em I do que em II.
- C) mais em II do que em I.
- D) em I, mas se mantém constante em II.
- E) em II, mas se mantém constante em I.
Resposta:
Para responder essa questão, devemos primeiro entender como o calor afeta o gás em cada situação.
No caso I, o êmbolo pode se mover livremente, permitindo que o gás se expanda à pressão constante. Isso significa que o gás está fazendo trabalho para se expandir, o que remove energia do gás. Como a mesma quantidade de calor é fornecida em ambas as situações, a temperatura do gás aumentará, mas menos do que na situação II, pois parte da energia é gasta para fazer trabalho.
No caso II, o êmbolo é fixo, mantendo o volume do gás constante. Isso significa que o gás não pode se expandir e, portanto, não faz trabalho. Como resultado, toda a energia do calor fornecido é usada para aumentar a temperatura do gás.
Portanto, podemos concluir que a temperatura do gás aumentará mais na situação II do que na situação I, pois na situação II toda a energia do calor é usada para aumentar a temperatura, enquanto na situação I parte da energia é gasta para fazer trabalho.
A alternativa correta é, portanto, C) mais em II do que em I.
Essa resposta faz sentido, pois a expansão do gás à pressão constante (situação I) remove energia do gás, enquanto a manutenção do volume constante (situação II) permite que toda a energia do calor seja usada para aumentar a temperatura.
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