Uma certa quantidade de um gás ideal realiza o ciclo ABCA, mostrado na figura a seguir. De acordo com esses dados, são feitas as seguintes afirmações:

A alternativa correta é letra D) I, II e V, somente.

Analisamos cada um dos itens:

I No percurso AB, a transformação é isobárica. (VERDADEIRO)

Uma transformação isobárica é uma transformação a pressão constante. Notemos que a reta AB é paralela ao eixo do volume. Portanto, o trecho tem pressão contante e igual a 1,5.10^4 N/,m^2.

II No percurso BC, o trabalho realizado pelo gás é nulo. (VERDADEIRO)

O trabalho realizado por um gás é proporcional a pressão e a variação do volume. Naturalmente, o trabalho realizado por um gás depende que haja uma variação do volume - isso seria responsável por erguer um peso ou fazer girar um pistão. Como o trecho BC possui volume constante, não pode haver trabalho.

III No percurso BC, a transformação é isotérmica. (FALSO)

Isotérmica significa transformação a temperatura constante.

O trecho BC tem volume constante e aumento da pressão. Pela equação dos gases ideais, temos

frac{P.V}{T} = constante

Então a temperatura tem de aumentar para compensar o aumento da pressão a volume constante.

IV No percurso AB, o trabalho realizado pelo gás é igual a 18x10^4 J. (FALSO)

O trabalho realizado em uma transformação isobárica é o produto da pressão pela variação do volume:

W = P. Delta V

W = 1,5 .10^4 . (8-2)

W = 1,5 . 10^4 . 6

W = 9 . 10^4 J

V Em um ciclo completo, o trabalho realizado é igual a 9x10^4J. (VERDADEIRO)

Em um ciclo completo, o trabalho pode ser calculado pela área interior do ciclo:

W = frac{AB . BC}{2}

W = frac{(8-2)(4,5.10^4 - 1,5.10^4)}{2}

W = frac{6.3,0.10^4}{2}

W = 9 . 10^4 J