UFSM quando um gás ideal sofre uma expansão isotérmica,
A) a energia pelo gás na forma de calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão
B) não troca energia na forma de calor com o meio exterior
C) Não troca energia na forma de trabalho com o meio exterior
D) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual à variação da energia interna do gás
E) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da energia interna do gás
A) a energia pelo gás na forma de calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão
B) não troca energia na forma de calor com o meio exterior
C) Não troca energia na forma de trabalho com o meio exterior
D) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual à variação da energia interna do gás
E) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da energia interna do gás
Passo 1
Vamos entender o que a questão está perguntando. Estamos falando sobre um gás ideal que está passando por uma expansão isotérmica. Isso significa que o gás está se expandindo mantendo sua temperatura constante. Para resolver essa questão, vamos precisar conhecer os conceitos de termodinâmica relacionados à energia interna, calor e trabalho em processos isotérmicos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Primeira Lei da Termodinâmica, que é essencial para entender o que acontece durante esse processo. A fórmula dessa lei é:
Aqui,
representa a variação da energia interna do gás,
é o calor trocado com o ambiente, e
é o trabalho realizado pelo gás.
Passo 3
No caso de uma expansão isotérmica de um gás ideal, a temperatura do gás permanece constante. Para um gás ideal, a energia interna (
) depende apenas da temperatura. Se a temperatura não muda, então a variação da energia interna também é zero:
Passo 4
Substituindo
na equação da Primeira Lei da Termodinâmica, temos:
Isso significa que:
Ou seja, o calor fornecido ao gás (
) é igual ao trabalho realizado pelo gás (
) durante a expansão.
Resposta
A) a energia pelo gás na forma de calor é igual ao trabalho realizado pelo gás na expansão