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:
D) A transformação é isotérmica.
D) A transformação é isotérmica.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Nesse exercício, estamos falando sobre termodinâmica, que é a parte da física que estuda como a energia se comporta em sistemas como gases. A questão nos diz que um gás passa por uma transformação onde a energia interna dele não muda, ou seja, o valor no início e no fim é o mesmo. Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia interna está ligada à temperatura do gás e que tipos de processos termodinâmicos existem.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é energia interna. A energia interna de um gás é a soma de todas as energias microscópicas das moléculas que compõem o gás. Isso inclui a energia de movimento (cinética) e a energia devido às interações entre as moléculas (potencial). Para um gás ideal, que é um modelo simplificado, a energia interna depende apenas da temperatura. Ou seja, se a temperatura muda, a energia interna muda, e vice-versa.
Passo 3
Agora, como a energia interna está constante nesse processo, isso significa que a temperatura do gás também está constante. Porque, como mencionei, para um gás ideal, a energia interna é diretamente proporcional à temperatura. Se a energia interna não muda, então a temperatura também não muda durante todo o processo.
Passo 4
Um processo no qual a temperatura permanece constante é chamado de processo isotérmico. No contexto da termodinâmica, “isotérmico” vem de “iso”, que significa igual, e “térmico”, que se relaciona com calor ou temperatura. Portanto, se a temperatura não muda, estamos lidando com uma transformação isotérmica.
Resposta
A transformação é isotérmica.