Um gás ideal sofre uma transformação adiabática em que o meio externo realiza um trabalho sobre o gás. Podemos afirmar que, nesta transformação:
a) a energia interna do gás diminui.
b) o calor trocado aumenta.
c) a pressão do gás diminui.
d) o volume do gás aumenta.
e) a temperatura do gás aumenta.

Passo 1

Vamos resolver uma questão sobre transformação adiabática de um gás ideal, onde o meio externo realiza trabalho sobre o gás. Para entender isso, precisamos lembrar dos conceitos de termodinâmica relacionados a processos adiabáticos e à primeira lei da termodinâmica.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é uma transformação adiabática. Em termodinâmica, um processo adiabático é aquele em que não há troca de calor entre o sistema e o ambiente. Ou seja, $ Q = 0 $.

Passo 3

A próxima coisa que precisamos lembrar é a primeira lei da termodinâmica, que nos diz que a mudança na energia interna ($ \Delta U $) de um sistema é igual ao calor fornecido ao sistema menos o trabalho realizado pelo sistema:
De
Mas como em uma transformação adiabática $ Q = 0 $, a equação fica:
De

Passo 4

Agora, vamos analisar o que o enunciado diz: o trabalho é realizado sobre o gás. Isso significa que o trabalho ($ W $) é positivo, pois está sendo feito no sistema. Substituindo na equação:
W é
Mas atenção! Na convenção usada aqui, $ W $ positivo significa trabalho realizado pelo sistema. Então, se o trabalho é realizado sobre o sistema, $ W $ na verdade é negativo:
Deé
Isso significa que a energia interna do gás aumenta.

Passo 5

Sabendo que a energia interna de um gás ideal está diretamente relacionada à sua temperatura ($ U = \frac{3}{2}nRT $ para um gás monoatômico, por exemplo), se $ \Delta U $ é positivo, então a temperatura do gás aumenta.

Resposta

e) a temperatura do gás aumenta.

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