Um cilindro de pistão contém 0,1 kg de ar a 300 K e 100 kPa. O ar agora é lentamente comprimido em um processo isotérmico para uma pressão final de...

Como o processo é isotérmico, a temperatura do ar permanece constante em 300 K. Podemos usar a equação do trabalho para um processo isotérmico: W = nRT ln(V2/V1) Onde: n = número de mols de ar R = constante dos gases ideais T = temperatura em Kelvin V1 = volume inicial V2 = volume final Para encontrar o número de mols de ar, podemos usar a massa e a massa molar do ar: n = m / M Onde: m = massa do ar M = massa molar do ar M(ar) = 28,97 g/mol n = 0,1 kg / 28,97 g/mol n = 3,45 mol A pressão inicial é de 100 kPa e a pressão final é de 250 kPa. Como o processo é isotérmico, podemos usar a lei de Boyle-Mariotte para encontrar o volume final: P1V1 = P2V2 V2 = (P1/P2) * V1 V2 = (100 kPa / 250 kPa) * V1 V2 = 0,4 * V1 Agora podemos calcular o trabalho: W = nRT ln(V2/V1) W = 3,45 mol * 8,31 J/mol.K * 300 K * ln(0,4) W = -7,9 kJ Portanto, a alternativa correta é: D) -7,9 kJ.