Questão de Engenharia Mecânica · FGV PCERJ 2021 (nº 31)

A energia interna de um gás ideal monoatômico é uma medida da energia cinética de suas moléculas e sua variação depende diretamente da variação de temperatura, podendo ser calculada como $\Delta U = \frac{3}{2} P \Delta V$ para um processo isobárico (pressão constante).

(A) Incorreta: Esta alternativa corresponde ao trabalho realizado pelo gás ($W = P \Delta V = 100 \text{ N/m}^2 \times (-0,20 \text{ m}^3) = -20 \text{ J}$). A armadilha da banca aqui é confundir a variação da energia interna com o trabalho, que são grandezas distintas na termodinâmica, embora relacionadas pela Primeira Lei da Termodinâmica.
(B) Correta: Para um gás monoatômico ideal em um processo isobárico, a variação da energia interna é dada por $\Delta U = \frac{3}{2} P \Delta V$. Substituindo os valores, $\Delta U = \frac{3}{2} \times (100 \text{ N/m}^2) \times (-0,20 \text{ m}^3) = 1,5 \times (-20 \text{ J}) = -30 \text{ J}$.
(C) Incorreta: O valor não corresponde ao cálculo correto da variação da energia interna para um gás monoatômico ideal.
(D) Incorreta: O valor não corresponde ao cálculo correto da variação da energia interna para um gás monoatômico ideal.
(E) Incorreta: O valor não corresponde ao cálculo correto da variação da energia interna para um gás monoatômico ideal.