Ao estudar alguns fatos históricos sobre a busca de novas fontes de energia e formas de realização de trabalho é possível perceber que o homem utilizou diversos recursos. Em função dessas descobertas viu-se que tanto o calor como o trabalho e a energia interna são formas de energia e que, pelo que se conhece de sistemas mecânicos, a energia se conserva e existe uma relação entre trabalho e energia. Com base nos estudos realizados no decorrer da história, entendeu-se que a Primeira Lei da Termodinâmica trata do balanço energético entre as energias inicial e final do sistema, a energia fornecida e o trabalho realizado pelo sistema, ou seja, pode-se afirmar que em qualquer processo termodinâmico analisado, a quantidade de calor Q recebida pelo sistema é igual ao trabalho realizado por ele mais a variação da energia interna.
Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/primeira-lei-termodinamica.htm.Acesso em: 05 de novembro de 2022.
Uma amostra de um gás ideal está contida em um reservatório. Considere que esse gás recebeu uma certa quantidade Q de calor sem que a quantidade de gás no interior desse reservatório fosse alterada. Sobre essa situação, analise as afirmativas a seguir:
I– Se o gás sofrer uma expansão, sua temperatura não sofrerá alteração.
II– Se o gás não variar o seu volume, a pressão interna do reservatório aumentará.
Está(ão) CORRETA(S) a(s) afirmativa(s):
- A) I e II apenas.
- B) I apenas.
- C) II apenas.
- D) Nenhuma das duas.
Resposta:
A alternativa correta é letra C) II apenas.
Os gases realizam trabalho W de compressão ou expansão, conforme a seguinte expressão:
W = - PcdotDelta{V}
Então, notamos que o trabalho de um gás é função do produto da pressão pela variação de volume do gás.
Pelo primeiro princípio da termodinâmica afirma que a quantidade de calor (Q) fornecida a um sistema é igual ao trabalho realizado pelo gás (tau) mais a variação da energia interna (Delta U) sofrida por ele.
Q=tau + Delta U
A energia interna de um gás depende exclusivamente de sua temperatura. Então, num processo de transferência de calor, se a temperatura de um gás aumenta, podemos afirma que parte da energia transferida ao sistema foi usada para elevar a temperatura interna do sistema.
Vamos à análise das alternativas:
I - Se o gás sofrer uma expansão, sua temperatura não sofrerá alteração. Falso. A expansão do gás significa que parte da energia recebida foi usada na realização de trabalho pelo gás. Entretanto, vimos que uma outra parte da energia pode ser usada na variação da energia interna do gás. A variação da energia interna de um gás está diretamente relacionada à variação de temperatura do gás.
II - Se o gás não variar o seu volume, a pressão interna do reservatório aumentará. Verdadeiro. Se o gás não variar o volume, toda a energia recebida será usada no aumento da energia interna do gás e, consequentemente, no aumento de sua temperatura. Com maior temperatura, as moléculas do gás exercerão maior força sobre as paredes do reservatório, o que significa dizer que haverá maior pressão nas paredes internas do reservatório.
Gabarito: C
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