Um reservatório rígido possui volume de 4m³ e contém em seu interior 4,5 kg de ar. A pressão inicial dentro desse reservatório é igual a 200000 Pa. O reservatório é então aquecido até que a pressão interna seja de 250000 Pa. A variação da energia interna específica do ar nesse processo é de 8000J/kg. Qual o trabalho realizado no processo? Dados: Rar = 287 J/ (kg.K); π = 3,14.

Alternativa C - 0 J

Introdução

O problema envolve um reservatório rígido, o que significa que seu volume é constante. Nesse tipo de processo, é crucial analisar a relação entre energia interna, trabalho e calor, aplicando a Lei da Primeira Termodinâmica.

Desenvolvimento

• Reservatório rígido: Volume V é constante. Para o trabalho realizado por um sistema, a fórmula é W = P \Delta V. Como \Delta V = 0 (volume constante), o trabalho W = 0.
• Energia interna específica: A variação da energia interna específica \Delta u = 8000 \, \text{J/kg}. Com massa m = 4,5 \, \text{kg}, a energia interna total \Delta U = m \cdot \Delta u = 4,5 \times 8000 = 36000 \, \text{J}.

Análise

• A Lei da Primeira Termodinâmica é \Delta U = Q - W. Como W = 0, a energia absorvida Q é igual à variação da energia interna \Delta U.
• O trabalho realizado no processo é nulo porque o volume do reservatório não muda.

Conclusão

Devido ao volume constante, o trabalho realizado é zero.

Alternativa C.