Primeira Lei da Termodinâmica: Numa 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.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de Termodinâmica sobre a Primeira Lei. Basicamente, a pergunta fala sobre uma compressão isotérmica, onde o trabalho realizado sobre o gás é de 800 J. A gente precisa descobrir o calor que o gás liberou nesse processo e como a energia interna dele mudou. Para isso, vamos precisar usar a Primeira Lei da Termodinâmica e entender o que acontece em uma transformação isotérmica.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a Primeira Lei da Termodinâmica, que é uma forma da conservação de energia para sistemas termodinâmicos. Ela é expressa pela equação:
De
Onde:
  • De é a variação da energia interna do sistema.
  • Q é o calor trocado entre o sistema e o ambiente.
  • W é o trabalho realizado pelo sistema.
É importante notar que aqui estamos usando a convenção onde W é positivo se o trabalho é realizado pelo sistema.

Passo 3

Agora, como a compressão é isotérmica (temperatura constante), para um gás ideal, a variação da energia interna ( De) depende apenas da variação de temperatura. Já que a temperatura não muda, temos:
De

Passo 4

Com De, podemos simplificar a Primeira Lei da Termodinâmica:
0 = Q - W
Isso nos leva a:
Q = W
Ou seja, o calor trocado Q é igual ao trabalho W.

Passo 5

Na questão, foi dado que o trabalho realizado sobre o gás é de 800 J. Mas na nossa equação, W é o trabalho realizado pelo sistema. Então, se o trabalho é realizado sobre o gás, isso significa que o trabalho W realizado pelo sistema é negativo:
W = -800 , J

Passo 6

Substituindo W na equação Q = W:
Q = -800 , J
Isso significa que o gás liberou 800 J de calor para o ambiente, ou seja, o calor Q é negativo.

Passo 7

Resumindo:
  • Trabalho realizado pelo sistema: W = -800 , J
  • Calor liberado pelo sistema: Q = -800 , J
  • Variação da energia interna: De

Resposta

A opção correta é B) 800, –800.

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