Questão 24 — Termodinâmica — Transformações Cíclicas (Física) — Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino · Comando da Aeronáutica 2020

Física Termodinâmica — Transformações Cíclicas

Comando da Aeronáutica — Diretoria de Ensino 2020 Médio

Comando da Aeronáutica · Exame de Admissão aos CFOAV, CFOINT e CFOINF 2021 · Caderno Versão A

Gabarito disponível

Texto-base:
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• massa atômica do hidrogênio: m_H = 1,67·10⁻²⁷ kg
• massa atômica do hélio: m_He = 6,65·10⁻²⁷ kg
• velocidade da luz no vácuo: c = 3·10⁸ m/s
• constante de Planck: h = 6·10⁻³⁴ J·s
• 1 eV = 1,6·10⁻¹⁹ J
• constante eletrostática do vácuo: k₀ = 9,0·10⁹ N·m²/C²
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2

Considere uma dada massa gasosa de um gás perfeito que pode ser submetida a três transformações cíclicas diferentes I, II e III, como mostram os respectivos diagramas abaixo.
Três diagramas P × V com os pontos 1 (v, p), 2 (v, 4p), 3 (4v, 4p) e 4 (4v, p). Transformação I: retângulo percorrido 1→2→3→4→1. Transformação II: triângulo 1→3 (reta inclinada), 3→4, 4→1. Transformação III: triângulo 1→4, 4→2 (reta inclinada), 2→1.

Três diagramas P × V com os pontos 1 (v, p), 2 (v, 4p), 3 (4v, 4p) e 4 (4v, p). Transformação I: retângulo percorrido 1→2→3→4→1. Transformação II: triângulo 1→3 (reta inclinada), 3→4, 4→1. Transformação III: triângulo 1→4, 4→2 (reta inclinada), 2→1.

O gás realiza trabalhos totais τ_I, τ_II e τ_III respectivamente nas transformações I, II e III.
Nessas condições, é correto afirmar que

Selecione uma alternativa A) nas transformações I e II, há conversão de calor em trabalho pelo gás e τ_I > τ_II. B) na transformação III, há conversão de trabalho em calor pelo gás e τ_III > τ_I > τ_II. C) as quantidades de calor trocadas pelo gás com o meio externo nas transformações I, II e III são iguais. D) o trabalho total τ_I é positivo enquanto que τ_III e τ_II são negativos.