Para um certo aumento de temperatura, um gás ideal requer 30 J de calor quando aquecido a volume constante e 80 J quando aquecido a pressão constante. O trabalho realizado pelo gás na segunda situação é, em Joules:
a) 20
b) 30
c) 50
d) 10
e) 25

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre um gás ideal que recebe diferentes quantidades de calor em dois processos: um a volume constante e outro a pressão constante. A gente vai precisar entender um pouco de Termodinâmica, especificamente sobre primeira lei da termodinâmica e trabalho realizado por gases ideais. Vamos lá!

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a primeira lei da termodinâmica, que diz:
De
Onde:
  • De é a variação da energia interna do gás.
  • Q é o calor fornecido ao gás.
  • W é o trabalho realizado pelo gás.

Passo 3

No primeiro processo, o gás é aquecido a volume constante. Quando o volume não muda, não há trabalho realizado pelo gás porque não há expansão ou compressão. Então, W = 0. Aplicando na equação:
De
Isso nos diz que a variação da energia interna do gás é de 30 Joules.

Passo 4

No segundo processo, o gás é aquecido a pressão constante. Aqui, o gás pode se expandir, fazendo trabalho sobre o ambiente. Sabemos que o calor fornecido nesse caso é QP = 80,J. Usando a mesma equação da primeira lei:
De
Já sabemos que De (do primeiro processo), então:
30,J = 80,J - W

Passo 5

Agora, vamos resolver para W:
W = 80,J - 30,J = 50,J
Então, o trabalho realizado pelo gás no segundo processo é de 50 Joules.

Resposta

c) 50

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