A figura representa uma amostra de um gás, suposto ideal, co...

Situações:

1) pressão constante:

W= p . (vf - vi) 

Logo temos trabalho, pois houve variação do volume. 

2) volume constante, não temos trabalho. 

U= Q - 0

1) Temos trabalho: U1= Q - W

2) Não temos trabalho: U2= Q

U2 > U1

logo a temperatura será maior em 2 do que em 1. 

Para resolver essa questão, precisamos entender o comportamento de um gás ideal sob diferentes condições, de acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica, que pode ser expressa como:

Q=ΔU+WQ = \Delta U + WQ=ΔU+W

Onde:

• QQQ é o calor fornecido ao sistema;
• ΔU\Delta UΔU é a variação da energia interna do gás;
• WWW é o trabalho realizado pelo gás.

Vamos analisar as duas situações descritas:

Situação I: O êmbolo pode mover-se livremente (pressão constante)

Neste caso, como o êmbolo pode se mover, o gás pode se expandir, realizando trabalho sobre o êmbolo. Assim, o calor QQQ fornecido ao sistema será usado tanto para aumentar a energia interna (ΔU\Delta UΔU) do gás quanto para realizar trabalho (WWW) sobre o êmbolo.

Q=ΔU+WQ = \Delta U + WQ=ΔU+W

Situação II: O êmbolo é fixo (volume constante)

Nesta situação, o volume do gás não muda, então o gás não realiza trabalho (W=0W = 0W=0). Todo o calor QQQ fornecido ao sistema é usado para aumentar a energia interna (ΔU\Delta UΔU) do gás.

Q=ΔUQ = \Delta UQ=ΔU

Comparação das duas situações:

Como em ambas as situações é fornecida a mesma quantidade de calor, QQQ, e em I parte desse calor é usado para realizar trabalho, a variação da energia interna (ΔU\Delta UΔU), que é proporcional ao aumento de temperatura, será maior na situação II (volume constante).

Logo, a temperatura do gás aumenta mais na situação II do que na situação I.

Resposta correta: C (mais em II do que em I).