A respeito da primeira lei da Termodinâmica, marque a alternativa incorreta:
a) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula.
b) A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.
c) Em uma transformação isocórica, não haverá realização de trabalho.
d) Em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado pelo gás quando a variação da energia interna é positiva.
e) A primeira lei da Termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma do trabalho realizado pelo gás e a sua variação da energia interna.
a) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula.
b) A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.
c) Em uma transformação isocórica, não haverá realização de trabalho.
d) Em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado pelo gás quando a variação da energia interna é positiva.
e) A primeira lei da Termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma do trabalho realizado pelo gás e a sua variação da energia interna.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma questão sobre a primeira lei da Termodinâmica e precisa descobrir qual das alternativas apresentadas está errada. A matéria envolve conceitos como transformações isotérmicas, isocóricas e adiabáticas, além de entender como energia interna, calor e trabalho estão relacionados nessa lei. Vamos precisar lembrar o que cada tipo de transformação significa e como a primeira lei se aplica a elas.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar a primeira lei da Termodinâmica. Basicamente, ela diz que a energia não se cria nem se perde, apenas se transforma. A fórmula é:
Onde:
-
é a variação da energia interna do sistema. -
é o calor fornecido ao sistema. -
é o trabalho realizado pelo sistema.
Isso quer dizer que o calor que entra no sistema aumenta sua energia interna ou é usado para fazer trabalho.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada alternativa:
a) Em uma transformação isotérmica, a variação da energia interna é nula.
Uma transformação isotérmica ocorre a temperatura constante. Como a energia interna
depende apenas da temperatura (para um gás ideal), ela realmente não muda. Então, essa afirmação está correta.
b) A primeira lei da Termodinâmica trata da conservação da energia.
Exatamente! A primeira lei é a lei da conservação da energia aplicada aos sistemas termodinâmicos. Portanto, essa também está correta.
c) Em uma transformação isocórica, não haverá realização de trabalho.
Uma transformação isocórica mantém o volume constante. Como o trabalho
em termodinâmica é dado por
, se o volume não muda (
), o trabalho é zero. Então, essa afirmação está correta.
d) Em uma transformação adiabática, o trabalho será realizado pelo gás quando a variação da energia interna é positiva.
Vamos por partes:
- Uma transformação adiabática é aquela sem troca de calor (
). - Pela primeira lei:
→ . - Se
é positiva, então $ -W $ é positivo, ou seja, $ W $ é negativo. Isso significa que o trabalho não é realizado pelo gás, mas sobre o gás.
Portanto, essa afirmação está errada.
e) A primeira lei da Termodinâmica diz que o calor fornecido a um gás é igual à soma do trabalho realizado pelo gás e a sua variação da energia interna.
Isso está direto da fórmula
, rearranjando:
. Então, essa afirmação está correta.
Resposta
A alternativa d) está incorreta.