Máquinas Térmicas

Um gás ideal passa pelas transformações I, II, III e IV, voltando ao estado inicial de volume 0,01 m3 e temperatura de 200 K, como representado no diagrama volume X temperatura a seguir. Imagem associada para resolução da questão.
De acordo com o diagrama, é correto afirmar que durante o processo





Alternativas

A)I o gás passa por uma transformação adiabática.
B)II é realizado trabalho sobre o gás.
C)III o gás perde calor para a vizinhança.
D)IV a energia interna do gás aumenta.

Spoiler:

Alguém poderia explicar como chegar nessa resposta?

Qual o motivo de não ser a alternativa D? A questão pergunta o que ocorre durante o processo. No gráfico dá para ver que a temperatura do gás aumenta no percurso ll. Como a energia é proporcional a temperatura, então a energia também aumenta.

E aí, Samuel. 

Primeiro, observe que os processos se dão no caminho horário: I -> II -> III -> IV

Chegamos à resposta C ao analisarmos o processo III: o volume diminui (compressão) e a temperatura permanece constante. Isso acontece quando toda a energia transferida pelo trabalho realizado sobre o gás é transferida para a vizinhança em forma de calor — se não fosse o caso, a temperatura do gás deveria aumentar, já que haveria um aumento de sua energia interna.

O que invalida a alternativa D é o fato de que, durante o processo IV, a temperatura diminui. Como você disse, há proporcionalidade entre temperatura e energia. Sendo assim, uma menor temperatura implica menor energia.

Apenas completando a resolução do colega Antônio.

Em todos os ciclos termodinâmicos a variação de energia interna é nula, haja vista que ao fim do ciclo o meio retorna às temperaturas e pressões iniciais.