O diagrama abaixo descreve processos diferentes entre dois estados inicial e final, respectivamente e , sofridos por 1 mol de um gás ideal. Considere como sendo .
O que se pode dizer sobre os pontos e do diagrama abaixo?
Precisa-se adicionar a mesma quantidade de energia interna (ou térmica) a um gás nessas condições para se chegar ao estado .
O trabalho para se levar o sistema do estado para o estado independe do trajeto escolhido no diagrama.
Os pontos a e b encontram-se sobre uma mesma isoterma.
A temperatura em é menor que a temperatura em .
Todas as alternativas acima estão incorretas.
Passo 1
Nessa questão temos que analisar alternativa por alternativa.
A alternativa diz que dado o gás no estado ou , se adcionarmos uma energia interna , os dois casos chegaram no estado .
Bem isso não é verdade, primeiro que a energia interna é uma função de estado então depende apenas do estado inicial e final. Visto que esse e são estados diferentes, não tem como com a mesma energia interna chegarem ao mesmo estado final.
Passo 2
A alternativa diz que o trabalho é o mesmo independente do caminho, o que é errado. O trabalho é a área sob a curva que representa a transformação do gás. Então podemos ver que o trabalho realizado pelo caminho é muito menor que o trabalho realizado no caminho
Passo 3
A alternativa diz que ambos os estados tem a mesma temperatura. Bem para isso temos que calcular a temperatura em cada estado. Para isso vamos usar a equação geral dos gases:
Isolando a temperatura temos:
A pressão e volume vemos no gráfico e o número de mols o enunciado forneceu. Usando
Assim a temperatura no estado é:
E a temperatura no estado é:
Bem, então, sim o estado está na mesma isotérmica do estado .
A alternativa está correta e a obviamente está errada, pois as temperaturas são iguais.
Resposta
Alternativa