Concurso Polícia Federal

A Termodinâmica estuda a relação entre calor e trabalho que um sistema (por exemplo, um gás) troca com o meio exterior.
Vamos exemplificar supondo que um gás se expanda ao ser aquecido num recipiente provido de um êmbolo. O gás recebe calor e a força exercida sobre o êmbolo realiza um trabalho.

Supondo a transformação isobárica, isto é, a pressão p do gás permanece constante, podemos calcular o trabalho da força F. t = F.d t = p.A.d
Mas A.d = ?V (variação de volume). Portanto, t = p.?V (1) (cálculo do trabalho numa transformação isobárica)
Vamos agora considerar o diagrama p x V

A área A do retângulo no diagrama p x V é numericamente igual ao trabalho t. De fato:
Área A = altura x base = p.?V
De (1), concluímos que t = A (numericamente)
Esta propriedade vale para qualquer que seja a transformação. Assim, para a transformação AB esquematizada na figura abaixo, temos: t = área A do trapézio (numericamente) => t = (p1 + p2)/2.?V

De um modo geral: no diagrama p x V a área é numericamente igual ao trabalho trocado pelo sistema. Quando o volume V aumenta (expansão do gás) dizemos que o gás realiza trabalho sobre o meio exterior. Neste caso, t > 0. Quando V diminui (compressão do gás) dizemos que o meio exterior realiza trabalho sobre o gás ou o gás recebe trabalho do meio exterior. Neste caso, t < 0. Quando o volume do gás não varia (transformação isocórica), o gás não realiza e nem recebe trabalho: t = 0 Resumindo: V aumenta => t > 0: o gás realiza trabalho
V diminui => t < 0: o gás recebe trabalho
V constante: t = 0 Se o gás percorre um ciclo, isto é, o estado final coincide com o inicial, o trabalho trocado é numericamente igual à área do ciclo: t = Área do ciclo (numericamente)

Na transformação A => B o gás realiza trabalho e em C => D, recebe. O trabalho realizado é, em módulo, maior do que o recebido. Logo, quando o ciclo é percorrido no sentido horário o gás realiza trabalho sobre o meio exterior. De modo análogo,