Question

Utilizando a primeira lei da termodinâmica, pode-se afirmar que a variação de energia interna será igual ao calor (Q), quando:
Quando a variação de volume for nula
Quando a variação de energia interna for nula
A temperatura for constante
Quando a entalpia for zero
Quando a energia livre de Gibbsforνla

Answer 1

A Primeira Lei da Termodinâmica tem como base o princípio da conservação de energia. Isso quer dizer que, se pegarmos um gás e fornecermos calor a ele, sua variação de energia interna e o trabalho realizado por ele será igual o calor fornecido. De uma maneira mais simples, a Primeira Lei da Termodinâmica é regida por:
                                                     Q = ΔU + τ,
sendo Q o calor fornecido, ΔU a variação de energia interna e τ o trabalho realizado.
Para encontrarmos o valor do calor Q fornecido, podemos utilizar a equação de calorimetria:
                                                  Q = m.cp.Δθ,
onde m é a massa da substância, cp é a seu calor específico e Δθ é a variação de temperatura que ela sofre.
Para encontrarmos o trabalho feito pelo gás, podemo usar a relação:
                                                 dW = p.dV ou
                                                     W = p∫dV,
sendo W o trabalho realizado, p a pressão e dV a variação de volume que o gás sofre.

Voltando ao exercício, ele pede a relação de igualdade de energia interna e do calor fornecido, ou seja, o trabalho realizado deve ser zero. Portanto, ele quer:
                                                     ΔU = Q, ou seja, W = 0

Para zerarmos o termo do trabalho vamos analisar sua fórmula matemática:
                                                          W = p∫dV
P é a pressão do gás, que é diferente de zero, portanto o termo que deve ser zerado é ∫dV. Sabendo que a integral de dV é a diferença de volume final menos inicial, temos:
                                                      ∫dV = Vf - Vi
Assim, para esse termo ser zero, o volume inicial e o volume final devem ser iguais. Portanto, não deve haver mudança no volume, ela deve ser nula.

Resposta: Letra A