Para um gás real, a energia interna molar depende não apenas da temperatura mas também do volume molar, pois as moléculas interagem entre si e faz diferença se as moléculas estão afastadas ou próximas umas das outras. Considere que a interação entre as moléculas seja atrativa. Considere uma expansão em que a energia interna se mantenha constante. Observamos que:

A resposta certa é a letra A) A temperatura diminui.

Para entender por que a temperatura diminui, precisamos analisar as interações entre as moléculas do gás. Como a interação entre as moléculas é atrativa, quando o volume molar aumenta, as moléculas se afastam umas das outras. Isso significa que a energia interna molar do gás não depende apenas da temperatura, mas também do volume molar.

Durante a expansão, a energia interna se mantém constante. No entanto, como as moléculas se afastam, a energia interna molar associada à interação entre as moléculas diminui. Isso significa que a temperatura do gás também diminui, pois a energia interna molar é uma medida da temperatura do gás.

Portanto, a alternativa correta é A) A temperatura diminui. Isso ocorre porque a expansão do gás leva a uma diminuição na interação entre as moléculas, o que resulta em uma diminuição na temperatura do gás.

É importante notar que essa explicação se aplica a gases reais, que têm interações entre as moléculas. Nos gases ideais, a temperatura não é afetada pela expansão, pois as moléculas não interagem entre si.

Em resumo, a temperatura do gás diminui durante a expansão porque a interação entre as moléculas diminui, o que leva a uma diminuição na energia interna molar e, consequentemente, na temperatura do gás.