Considere um sistema contendo um gás ideal, que sofre uma tr...

Tema Central: A questão aborda um tema fundamental na termodinâmica, que é a transformação isocórica de um gás ideal. Em uma transformação isocórica, o volume do sistema permanece constante.

Conhecimentos Necessários: Para resolver a questão, é essencial entender as características de uma transformação isocórica, especificamente como o trabalho e o calor se comportam nesse processo. Conhecimento sobre as leis dos gases ideais e a primeira lei da termodinâmica também são necessários.

Alternativa Correta: Alternativa C

A alternativa C afirma que w = 0 e q = n·C_v·ΔT. Em uma transformação isocórica, como o volume não muda, o trabalho (w) é zero, pois trabalho é associado a uma mudança de volume (w = PΔV). O calor (q) é dado pela expressão q = n·C_v·ΔT, onde C_v é a capacidade calorífica a volume constante.

Justificativa das Alternativas Incorretas:

Alternativa A: Embora afirme corretamente que o trabalho w = 0, ela não oferece uma expressão correta para o calor.

Alternativa B: Esta alternativa sugere que o calor q = 0, o que é incorrecto, pois, em uma transformação isocórica, o calor não é zero, mas sim calculado pela expressão q = n·C_v·ΔT.

Alternativa D: Usa a capacidade calorífica a pressão constante (C_P) em vez de volume constante (C_v), o que não é aplicável a uma transformação isocórica.

Com esse entendimento, fica claro que a alternativa correta é a C. Compreender as relações entre trabalho, calor e capacidade calorífica em diferentes condições de volume e pressão é essencial em termodinâmica.

Gostou do comentário? Deixe sua avaliação aqui embaixo!

No caso de um gás ideal, sempre vale que a variação da energia interna é dada apenas pela variação da energia cinética do gás, já que o modelo de gás ideal não leva em conta a energia potencial armazenada pelo sistema, devido a repulsões e atrações. Deste modo, dU = CvdT.

Da primeira lei da termodinâmica temos que U = Q + W, onde Q é o calor trocado e W o trabalho. 

O trabalho para um gás ideal é função da variação de volume - expansão e compressão. Assim, dw = -PdV. 

Se o processo é isocórico, não há trabalho útil sendo realizado - pois dV é zero.

Então ficamos com dU = CvdT = dq e dw = 0.