Certa quantidade de gás sofre três transformações sucessivas, A rightarrow B, B rightarrow C e C rightarrow A, conforme o diagrama p-V apresentado na figura abaixo.

A alternativa correta é letra E) II e III.

Note e adote:
o gás deve ser tratado como ideal;
a transformação B rightarrow C é isotérmica .

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 pelo volume do gás.  Sendo assim, a afirmação I de que o trabalho realizado no ciclo ABCA é nulo é FALSA.

O 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. Calculando a temperatura do gás nos dois estados através da equação de Clapeyron, teremos:

frac{pcdot V}{T}=ncdot R ,,, implies ,,, T=dfrac{pcdot V}{ncdot R}

Do ponto C para o ponto A ocorre uma transformação isovolumétrica.  Pela equação de Clapeyron, nessa condição tanto a pressão quanto a temperatura diminuem de C para A.  Logo, podemos afirmar que se a temperatura em C é maior do que em A, então a energia interna do gás em C também é maior do que em A.  Assertiva II é verdadeira.

De A rightarrow B o gás passa por uma transformação isobárica.  Pela equação de Clapeyron, como o volume do gás aumenta, a temperatura também aumenta.  Logo, ocorrerá aumenta da energia interna do gás e a realização de trabalho pelo gás. 

tau>0

Delta U>0 e

Q>0

E assim, confirmamos que de A rightarrow B o gás recebe calor (Q>0) e realiza trabalho (tau>0).  Assertiva III é verdadeira.

Gabarito: E