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Questão 5/10 - Física - Termodinâmica e Ondas Ler em voz alta Em um experimento de engenharia oceânica, cientistas estudam o comportamento de um gás ideal dentro de um compartimento selado de um submarino exploratório em grandes profundidades. O compartimento passa por uma expansão, aumentando seu volume de V1 para V2 = 2V1. A pressão final do gás é P2. Para otimizar o desempenho do submarino, os engenheiros querem determinar se o gás realiza mais trabalho sobre seu meio ambiente quando a expansão ocorre sob uma pressão constante (como em um tanque flexível) ou sob uma temperatura constante (como em um sistema termorregulado). Com base na análise termodinâmica, qual das alternativas a seguir está correta? A O gás realiza mais trabalho se a expansão ocorrer a pressão constante. B O gás realiza mais trabalho se a expansão ocorrer a temperatura constante. C A mesma quantidade de trabalho é realizada em ambos os casos. D Em sistemas adiabáticos não há trabalho realizado. E Não há informações suficientes para decidir. D D D A
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Fabiano Portz Nunes

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para determinar qual alternativa está correta, precisamos analisar como o trabalho é realizado em diferentes condições de expansão de um gás ideal. 1. Expansão a pressão constante: O trabalho realizado por um gás durante uma expansão a pressão constante é dado pela fórmula \( W = P \Delta V \), onde \( \Delta V \) é a variação de volume. Como a pressão é constante, o trabalho depende diretamente do aumento do volume. 2. Expansão a temperatura constante: Em uma expansão a temperatura constante (processo isotérmico), o trabalho realizado é dado pela fórmula \( W = nRT \ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right) \). Aqui, o trabalho também depende do volume, mas a temperatura constante implica que a pressão do gás pode variar. Comparando os dois casos, a expansão a pressão constante tende a realizar mais trabalho, pois a pressão se mantém constante durante todo o processo, enquanto na expansão a temperatura constante, a pressão pode variar e, dependendo das condições, pode não realizar tanto trabalho quanto a pressão constante. Portanto, a alternativa correta é: A O gás realiza mais trabalho se a expansão ocorrer a pressão constante.

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