Sem variar sua massa, um gás ideal sofre uma transformação a volume constante. É correto afirmar que
a) a transformação é isotérmica.
b) a transformação é isobárica.
c) o gás não realiza trabalho.
d) sua pressão diminuirá, se a temperatura do gás aumentar.
e) a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica.
a) a transformação é isotérmica.
b) a transformação é isobárica.
c) o gás não realiza trabalho.
d) sua pressão diminuirá, se a temperatura do gás aumentar.
e) a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica.
Passo 1
Beleza, vamos ver o que a questão tá perguntando. Temos um gás ideal que não muda de massa e que passa por uma transformação a volume constante. Isso envolve conceitos de Termodinâmica, especificamente das transformações de gás ideal. Para resolver, vamos precisar lembrar das leis dos gases ideais e como elas se aplicam em diferentes processos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da equação dos gases ideais:
Aqui,
é a pressão,
o volume,
a quantidade de matéria,
a constante dos gases e
a temperatura.
Como o volume
está constante, podemos analisar como as outras variáveis se comportam durante a transformação.
Passo 3
Em uma transformação a volume constante (chamada de isocórica), o volume não muda. Então, se o volume é constante e a quantidade de gás (
) também não muda, podemos ver que a pressão
e a temperatura
estão relacionadas diretamente pela equação
. Isso significa que se a temperatura aumenta, a pressão também aumenta, e vice-versa.
Passo 4
Agora, vamos analisar cada alternativa:
a) A transformação é isotérmica.
- Isotérmica significa que a temperatura permanece constante. Mas a questão não diz nada sobre a temperatura se manter igual, apenas que o volume é constante. Então, essa opção não necessariamente é verdadeira.
b) A transformação é isobárica.
- Isobárica significa que a pressão permanece constante. No nosso caso, como a temperatura pode variar e o volume é constante, a pressão também pode variar. Então, essa opção não é correta.
c) O gás não realiza trabalho.
- O trabalho realizado por um gás em uma transformação é dado por
. Como o volume não muda ( ), o trabalho também é zero. Portanto, essa afirmação é verdadeira.
d) Sua pressão diminuirá, se a temperatura do gás aumentar.
- Pelo que vimos na equação dos gases ideais, se a temperatura aumenta e o volume é constante, a pressão também aumenta, não diminui. Então, essa opção está errada.
e) A variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica.
- As variações de temperatura são consistentes entre diferentes escalas quando se trata de aumentos ou diminuições proporcionais (como Celsius e Kelvin), mas isso depende de como se interpreta “a mesma”. Pode ser um pouco ambígua, então vamos focar na opção que temos certeza.
Resposta
A alternativa c) o gás não realiza trabalho é a correta.