Uma das formas de transformar calor em trabalho é por meio de máquinas térmicas. Um
recipiente completamente fechado contendo um gás ideal, em que uma de suas faces, em forma
de um êmbolo, possui liberdade de se mover em uma dada direção é um sistema termodinâmico
simples que pode servir para exemplificar uma máquina térmica. Nesse exemplo, quando uma fonte
de calor fornece energia ao gás, dependendo das condições, as transformações podem fazer com
que o êmbolo se mova, realizando um trabalho. Na figura (A), está indicada a situação inicial de um
gas ideal em condições de temperatura (To), volume (Vo) e pressão (Po), com o êmbolo recebendo
uma resistência externa (Ro) e, na figura (B), estão indicadas as condições finais após o gás receber
calor, sofrer um aquecimento e uma expansão, com temperatura (Tr), volume (WVF), pressão (Pr) e
recebendo uma resistência externa (Re).
R
êmbolo \| F
movel « hai
E» :
F.
Ve
Ja
T,
p, Gas Gas
Gass recebe uma
vo Quantidade
de calor (Q)
(A) (B)
Considerando-se que, no caso da figura, as forças de resistências inicial (Ro) e final (Rr) são
diferentes, é correto afirmar que
A) o trabalho realizado pelo gás pode ser calculado pelo produto da pressão inicial (Po) e pela
variação do volume (VF — Vo).
B) o resultado obtido pelo produto da pressão e do volume, tanto na situação inicial quanto na
situação final, é um valor constante.
C) a soma das energias cinéticas de todas as moléculas do gás na situação final é maior que a da
situação inicial.
D) o trabalho realizado pelo gás sobre o ambiente é igual a quantidade de calor (Q) que o gás
recebeu.