6. (ITA 2009) Três processos compõem o ciclo termodinâmico ABCA mostrado no diagrama P × V da figura. O processo AB ocorre a temperatura constante....

Para calcular a quantidade de calor trocado durante o processo AB, podemos utilizar a primeira lei da termodinâmica, que estabelece que a variação da energia interna de um sistema é igual à soma do calor trocado com o ambiente e do trabalho realizado pelo sistema. Assim, temos que: ΔU = Q - W Onde: ΔU = variação da energia interna do sistema Q = calor trocado com o ambiente W = trabalho realizado pelo sistema No processo AB, a temperatura é constante, o que significa que não há variação da energia interna do sistema. Portanto, temos que: ΔU = 0 Além disso, sabemos que o trabalho total realizado pelo sistema em um ciclo completo é de 30 J. Como o processo CA é adiabático, não há troca de calor com o ambiente, o que significa que todo o trabalho realizado nesse processo é convertido em energia interna do sistema. Assim, temos que: W_CA = -40 J ΔU_CA = -40 J Já no processo BC, ocorre uma diminuição de 40 J na energia interna do sistema, o que significa que o trabalho realizado pelo sistema é igual a -40 J. Como o processo ocorre a volume constante, não há troca de calor com o ambiente. Assim, temos que: W_BC = -40 J ΔU_BC = -40 J Substituindo esses valores na equação da primeira lei da termodinâmica, temos: Q_AB = ΔU + W_AB Q_AB = 0 + W_AB Q_AB = W_AB Como o trabalho total realizado pelo sistema em um ciclo completo é de 30 J, temos que: W_AB + W_BC + W_CA = 30 J W_AB - 40 + (-40) = 30 J W_AB = 110 J Portanto, a quantidade de calor trocado durante o processo AB é de 110 J.