Um gás pode ser expandido de um estado inicial para um estado final ao longo da trajetória ou da trajetória de um diagrama . A trajetória é composta de três etapas: uma expansão isotérmica (o módulo do trabalho é ), uma expansão adiabática (o módulo do trabalho é ) e outra expansão isotérmica (o módulo do trabalho é ). A trajetória é composta de duas etapas: uma redução da pressão a volume constante e uma expansão à pressão constante. Qual é a variação da energia interna do gás ao longo trajetória ?

Faala ae, beleza? Bora resolver esse exercício!

Vamos relembrar umas coisinhas antes.

Primeiro, se as duas trajetórias começam e terminam nos mesmos pontos, então a variação de energia interna ao longo das trajetórias é a mesma.

Isso porque a variação da energia interna não depende do caminho. A energia interna é uma função de estado.

Segundo, a variação da energia interna em uma trajetória isotérmica é zero. Podemos ver isso pela fórmula:

Como numa trajetória isotérmica temos :

E terceiro, a variação da energia interna em uma trajetória adiabática é simplesmente o trabalho realizado pelo gás. Isso porque nessa trajetória e, pela primeira lei da termodinâmica:

Então, com :

E o próprio pode ser positivo, quando o volume aumenta (expansão), e negativo, quando o volume diminui (compressão).