Um processo termodinâmico ocorre através de uma transformação, que pode variar três caraterísticas de um sistema: temperatura, pressão e volume. Considere o processo termodinâmico de um gás, em que os estados final e inicial apontaram o mesmo valor de energia interna. Sobre a transformação citada, assinale a alternativa CORRETA:
A) Não houve realização de trabalho.
A) Não houve realização de trabalho.
Passo 1
Então, a gente tem uma questão de termodinâmica que fala sobre um processo onde a energia interna do gás no estado inicial é igual à do estado final. Vamos precisar saber sobre a Primeira Lei da Termodinâmica, que relaciona a variação da energia interna, o calor trocado e o trabalho realizado.
Passo 2
A Primeira Lei da Termodinâmica é basicamente uma versão da lei da conservação da energia aplicada aos sistemas termodinâmicos. Ela é expressa pela fórmula:
Onde:
-
é a variação da energia interna. -
é o calor trocado com o ambiente. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Passo 3
No enunciado, diz que a energia interna inicial é igual à final, ou seja,
. Então, podemos substituir na equação:
Passo 4
Resolvendo essa equação para achar a relação entre
e
:
Isso quer dizer que o calor fornecido ao sistema é igual ao trabalho que ele realiza.
Passo 5
Agora, olhando para a alternativa A: “Não houve realização de trabalho.” Se
e
(a menos que não haja troca de calor, o que não foi especificado), então sim, houve trabalho realizado.
Resposta
A alternativa A está incorreta porque, segundo a Primeira Lei da Termodinâmica, se a energia interna não mudou, o trabalho realizado pelo sistema é igual ao calor trocado, ou seja, houve realização de trabalho.