Considere um gás ideal confinado dentro de um cilindro e um pistão, ambos com paredes diatérmicas, inicialmente em equilíbrio térmico. Realizamos um ciclo termodinâmico no qual primeiramente o pistão é rapidamente pressionado para que seu volume diminua até a metade. Em seguida ele entra em equilíbrio térmico com o exterior a volume constante e finalmente volta lentamente até o estado termodinâmico inicial. Marque a alternativa correta:

1. Após um ciclo completo, a energia interna do gás aumentou.
2. Este ciclo resulta em um trabalho efetuado pelo gás.
3. A compressão sendo rápida, não houve trocas de calor durante o ciclo.
4. Em algum momento do ciclo, a temperatura do gás desceu abaixo da temperatura inicial.
5. No final de um ciclo, houve uma transferência de calor do gás para o exterior.

Agora, vamos analisar uma por uma:

a): Falsa. Essa é bem rápida: Em um ciclo fechado, a variação da energia interna sempre é igual a zero:

b): Falsa. Na real, o sentido do ciclo diz tudo: ele é anti-horário. Então, na verdade isso é um refrigerador e uma força externa exerce trabalho sobre o sistema. A gente sabe disso da nossa teoria:

Ta vendo? Sentido anti-horário implica em um trabalho negativo, o que é próprio de refrigeradores.

c):Falsa. Na verdade, não faz sentido. Só podemos dizer que não houve troca de calor onde houve uma transformação adiabática.

Perceba que existe uma diferença em dizer que um ciclo possui uma transformação adiabática, como nesse ciclo temos a , e dizer que o ciclo todo é adiabático.

d):Falsa. Bom, a temperatura de e é a mesma já que eles estão em equilíbrio térmico. Então, resta saber sobre a temperatura de .

Mas como aparece depois de uma compressão, a gente espera que a temperatura seja acima da inicial, certo? Então, por isso que ta errada.

e): Verdadeira: Sim! Isso é próprio de um ciclo que representa um refrigerador, como a gente viu. E esse é um refrigerador, não é mesmo? Então, como é isso que os refrigeradores fazem: mandar calor pra fora, essa é a opção correta.