Quais dos seguintes processos envolvem calor? 

I ­  Você empurra um pistão dentro de um cilindro com gás, aumentando a  temperatura do mesmo. 

I I ­  Você coloca um cilindro com gás dentro de água quente. O gás expande  empurrando o pistão para cima de forma a levantar um peso. A temperatura do  gás não sofre variação .

I I I ­ um bloco de aço é mantido sobre a chama de uma vela. 

( A )   I  

( B )   I I  

( C )   I I I  

( D )   I   e   I I        

( E )   I I   e   I I I

Passo 1

Vamos analisar, os processos separadamente.

Começando pelo processo I :

Bem, pela primeira lei da termodinâmica temos que

Δ U = Q - W

Como não é dito nada sobre o cilindro é possível que ele seja adiabático, com as paredes do cilindro sendo adiabáticas, não a troca de calor então

Q = 0

Assim,

Δ U = - W

O que garante que há aumento da temperatura, sem que haja troca de calor. Pois a variação da energia interna ocorre devido ao trabalho.

Passo 2

Analisaremos o processo I I agora.

Se a temperatura do gás não sofre alteração então não há variação da energia interna. E pela primeira lei da termodinâmica.

Δ U = Q - W

Como Δ U = 0

Q = W

Então nesse processo não haverá troca de calor apenas se o trabalho for zero.

O que não ocorre, porque o trabalho de um gás é dado por

∫ P . d V

Como há variação do volume, pois o pistão é levantado há a realização de trabalho. Trabalho esse necessário para mover o peso do pistão para cima.

Pela mecânica, podemos dizer que o trabalho é força vezes distância

W = F . d

Como o pistão tem peso, então

W = P . d

Então nesse processo necessariamente tem que haver trabalho, sendo assim necessariamente há troca de calor.

Passo 3

Já o processo três envolvem o aquecimento de um bloco.

Em que o calor do fogo é transferido para o bloco para aumentar sua temperatura. Então há transferência de calor nesse processo.

Assim, os casos I I e I I I a troca de calor é necessário, já no caso I não.

Resposta

Alternativa e  

Exercícios de Livros Relacionados