Considere um gás que muda de estado trocando energia com sua vizinhança. De acordo com a primeira lei da termodinâmica, é CORRETO afirmar que:
- A) se este gás sofrer uma compressão adiabática, então Delta U=-tau.
- B) se este gás sofrer uma expansão isotérmica, então Q=0.
- C) se este gás sofrer uma transformação isovolumétrica, então Delta U = 0.
- D) se este gás sofrer uma transformação adiabática, então tau = 0.
- E) se este gás sofrer uma compressão isotérmica, então Q rangle tau.
Resposta:
Para responder à questão, devemos entender o conceito de termologia e como ele se aplica às transformações de estado de um gás. A primeira lei da termodinâmica estabelece que a variação da energia interna (ΔU) de um sistema é igual à soma do calor transferido (Q) e do trabalho realizado sobre o sistema (W).
Na opção A, compressão adiabática, não há transferência de calor (Q = 0) e o trabalho realizado sobre o sistema é não nulo (W ≠ 0). Portanto, a variação da energia interna é igual ao trabalho realizado sobre o sistema, que é uma grandeza negativa (ΔU = -τ). Isso porque o trabalho realizado sobre o sistema é responsável por comprimir o gás, aumentando sua temperatura e energia interna.
Nas opções B) expansão isotérmica, C) transformação isovolumétrica e E) compressão isotérmica, não há compressão adiabática, portanto, a variação da energia interna não é igual ao trabalho realizado sobre o sistema.
Já na opção D) transformação adiabática, como não há transferência de calor (Q = 0), a variação da energia interna é igual ao trabalho realizado sobre o sistema. No entanto, como não há compressão, o trabalho realizado sobre o sistema é nulo (W = 0), portanto, a variação da energia interna também é nula (ΔU = 0).
Portanto, a resposta correta é a opção A) compressão adiabática, pois é a única opção que satisfaça a equação ΔU = -τ.
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