Em uma compressão isotérmica, o trabalho realizado sobre o gás é 800 J. O calor cedido pelo gás no processo e a variação da energia interna, em joules, são iguais, respectivamente, a
a) 800, 800.
b) 800, -800.
c) zero, 800.
d) 800, zero
a) 800, 800.
b) 800, -800.
c) zero, 800.
d) 800, zero
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma questão de Termodinâmica sobre compressão isotérmica. O enunciado diz que o trabalho realizado sobre o gás é de 800 J. Precisamos descobrir o calor que o gás cedeu durante esse processo e a variação da energia interna dele. Para resolver isso, vamos usar a primeira lei da termodinâmica, que relaciona essas grandezas. Vamos passo a passo entender isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma compressão isotérmica. “Isotérmica” significa que a temperatura do gás permanece constante durante o processo. Em processos isotérmicos para um gás ideal, a variação da energia interna (
) é igual a zero porque a energia interna depende apenas da temperatura.
Passo 3
Agora, vamos aplicar a primeira lei da termodinâmica, que é dada por:
Onde:
-
é a variação da energia interna, -
é o calor trocado, -
é o trabalho realizado.
Como estamos fazendo uma compressão sobre o gás, o trabalho
é positivo e vale 800 J.
Passo 4
Sabemos que, na compressão isotérmica,
. Então, substituindo na equação:
Resolvendo para
:
Isso significa que o gás absorveu 800 J de calor.
Passo 5
Mas a questão pede o calor cedido pelo gás, ou seja, o calor que o gás entregou. Como o gás absorveu 800 J, o calor cedido por ele é o inverso, ou seja,
.
Passo 6
Agora, recapitulando:
- Calor cedido pelo gás:
- Variação da energia interna:
Vamos ver qual opção corresponde a esses valores.
Resposta
A opção correta é a d) 800, zero.