Um conjunto cilindro-pistão tem um volume de 0,5 m^3 e está suportando uma massa de 10 kg. Transfere-se calor para esse cilindro até que seu volume chegue a 0,7 m^3. Sabe-se que o trabalho realizado pelo sistema é de 500 Nm.

A alternativa correta é letra C) 0,04

Primeiro, vamos calcular a pressão do sistema através da fórmula do trabalho tau:

tau = P Delta V

Podemos utilizar a equação acima porque a massa é que determina a pressão constante do conjunto cilindro-pistão. Assim, temos:

500 N cdot m= P cdot 0,2 m^3

P = 2500 N/m^2

Como a pressão é a força dividida pela área da superfície, podemos encontrar a área da seguinte maneira:

dfrac {F}{A} = 2500 N/m^2

A força que atua no pistão é a força peso da massa. Logo,

dfrac {mg}{A} = 2500 N/m^2

A = dfrac {mg}{2500 N/m^2}

A = dfrac {10 cdot 10 N}{2500 N/m^2}

A = 0,04 m^2

Portanto, a alternativa correta é a letra (C).