O gráfico a seguir representa uma transformação cíclica sofrida por uma determinada massa de gás perfeito.
No ciclo ABCDA em questão tem-se que:
- A) Ocorre um aumento na energia cinética.
- B) O trabalho realizado pelo gás é negativo.
- C) As transformações AB e BC são, respectivamente, isobárica e isotérmica.
- D) Toda quantidade de calor trocada pelo sistema é convertida em trabalho.
Resposta:
A alternativa correta é letra D) Toda quantidade de calor trocada pelo sistema é convertida em trabalho.
Vamos analisar cada uma das alternativas:
a) Ocorre um aumento na energia cinética. INCORRETA.
Sabemos que a energia cinética dos gases está relacionada com a temperatura. Quanto maior a temperatura, maior a energia cinética média das moléculas do gás. Entretanto, em um processo cíclico os estados finais e iniciais são os mesmos. Assim, a temperatura inicial é igual à temperatura final. Dessa forma, não há variação de temperatura, nem de energia cinética. Alternativa incorreta.
b) O trabalho realizado pelo gás é negativo. INCORRETA.
O sentido do ciclo mostrado no gráfico é horário, portanto o trabalho é positivo. Alternativa incorreta.
c) As transformações AB e BC são, respectivamente, isobárica e isotérmica. INCORRETA.
Na transformação AB, a pressão é mantida constante. Já no processo BC, o volume é mantido constante. Assim, as transformações AB e BC são, respectivamente, isobárica e isovolumétrica (ou isocórica). Alternativa incorreta.
d) Toda quantidade de calor trocada pelo sistema é convertida em trabalho. CORRETA.
De acordo com a primeira lei da termodinâmica, temos:
Delta U = Q-W
Como a variação da energia interna em um ciclo é zero, temos que Q = W. Assim, podemos afirmar que toda quantidade de calor trocada pelo sistema é convertida em trabalho. Alternativa correta.
Portanto, a resposta correta é a alternativa (D).
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