Um gás ideal passa pelas transformações I, II, III e IV, voltando ao estado inicial de volume 0,01 m^3 e temperatura de 200 K, como representado no diagrama volume X temperatura a seguir.

A alternativa correta é letra C)  III o gás perde calor para a vizinhança.

A questão trata de uma transformação cíclica representada em um diagrama VxT. Assim, vamos analisar cada uma das alternativas:

a)  I o gás passa por uma transformação adiabática. INCORRETA.

Em uma transformação adiabática, não há troca de calor com o meio externo. De acordo com o diagrama, temos:

dfrac {P_1V_1}{T_1} = dfrac {P_2V_2}{T_2}

dfrac {P_1 cdot 0,01}{200} = dfrac {P_2 cdot 0,03}{600}

P_1 = P_2

Na verdade, temos uma transformação isobárica, ou seja, a pressão é mantida constante. Alternativa incorreta.

b)  II é realizado trabalho sobre o gás. INCORRETA.

No processo II, não há variação de volume. Logo, não há realização de trabalho. Alternativa incorreta.

c)  III o gás perde calor para a vizinhança.  CORRETA.

No processo III, temos uma compressão do gás a uma temperatura constante. Da primeira lei da termodinâmica, temos:

Delta U = Q - W

Como a temperatura é constante, temos que Delta U = 0. Logo,

Q = W

Como o gás é comprimido, o trabalho é negativo. Assim, o calor também é negativo. Isso significa que o gás perde calor para a vizinhança. Alternativa correta.

d)  IV a energia interna do gás aumenta. INCORRETA.

No processo IV, a temperatura do gás diminui. Como a energia interna está associada à temperatura do gás, a energia interna durante o processo IV também diminui. Alternativa incorreta.

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