Primeira Lei da Termodinâmica

Uma certa quantidade de gás ideal ocupa um volume inicial V º a uma pressão P º e a uma temperatura T º. Ele expande-se até um volume V ¹  (a) a pressão constante, (b) a temperatura constante e (c) adiabaticamente. Represente cada caso em um diagrama pV. Em que caso Q é maior? Em que caso W é maior? E menor? Em que caso Eint é maior? E menor?

Para visualizar os diagramas, basta uma rápida pesquisa no google.

(a) ∆E = Q - W ; W = Po (V1-Vo) 
(b) ∆E = Q - W ; Como a temperatura é constante, também é constante a energia interna e portanto ∆E = 0, assim Q = W  
(c) ∆E = Q - W ; Como a transformação é adiabática, Q = 0 e portanto ∆E = -W

- Em que caso Q é maior?

Em (a), pois além da quantidade de energia usada para relizar trabalho (expansão), foi necessário certa quantidade de energia para aumentar a temperatura do gás (para manter a pressão constante).

- Em que caso W é maior?

Sabemos que o trabalho do gás é numericamente igual a área sobre a curva PxV, analisando os gráficos, vemos que o maior área, corresponde a (a)

- Em que caso a energia interna é maior? E menor?


Em (a), para mantermos a pressão constante quando o volume do sistema aumenta, devemos, além de fornecer energia para a expansão, aumentar o grau de agitação das partículas e portanto sua energia interna.
Em (b) não há variação da energia interna
Em (c) há diminuição da energia interna, uma vez que o gás usa a própria energia para realizar trabalho (não há troca de calor com o meio)

Portanto:

Maior: (a)
Menor: (c)