De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, a variação da energia interna de um sistema, ΔU, é dada pela diferença entre o calor trocado com o meio exterior, Q, e o trabalho, W, realizado no processo termodinâmico. Considerando-se essas informações, se um gás monoatômico expande de modo a manter-se sempre com a mesma temperatura, essa transformação pode ser representada pela equação:
(A) ΔU + W = 0
(B) ΔU – W = 0
© Q – W = 0
(D) Q + Δ U = 0
(E) Q –Δ U = 0

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a Primeira Lei da Termodinâmica, que basicamente relaciona a energia interna de um sistema com o calor trocado e o trabalho realizado. O cenário é um gás monoatômico que está expandindo mantendo a mesma temperatura. Nosso objetivo é descobrir qual das equações apresentadas representa corretamente essa transformação.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a Primeira Lei da Termodinâmica, que é dada por:
De
Aqui:
  • De é a variação da energia interna do sistema.
  • Q é o calor fornecido ao sistema.
  • W é o trabalho realizado pelo sistema.

Passo 3

Agora, como o gás está se expandindo mantendo a mesma temperatura (processo isotérmico), precisamos entender como isso afeta a energia interna ( De). Para um gás monoatômico, a energia interna depende apenas da temperatura. Então, se a temperatura não muda, a variação da energia interna também é zero:
De

Passo 4

Com De, podemos substituir na equação da Primeira Lei:
0 = Q - W
Isso simplifica para:
Q = W
Ou seja:
Q - W = 0

Resposta

A alternativa © Q - W = 0 é a correta.

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