Uma massa de 2 kg está sobre um pistão que tem dentro um gás ideal, quanto de energia térmica é necessária para levantar 2 cm esse pistão?Considere que toda a energia fornecida se converte em trabalho. a. 0.196 J b. 0,873 J c. 0,392 J d. 0.763 J e. 0.572 J

Para calcular a energia térmica necessária para levantar o pistão, podemos usar a fórmula do trabalho realizado por uma força constante: Onde:- é o trabalho realizado,- é a força aplicada,- é a distância percorrida.No caso do gás ideal dentro do pistão, a força aplicada é igual à pressão do gás multiplicada pela área do pistão. A pressão de um gás ideal é dada por: Onde:- é a pressão,- é o número de mols de gás,- é a constante dos gases ideais,- é a temperatura em Kelvin,- é o volume do gás.Como estamos lidando com uma massa de 2 kg, podemos considerar que a massa do gás é igual à massa do pistão. Assim, temos: Onde:- é a massa do gás,- é a massa molar do gás.Para simplificar, vamos considerar que o gás é hidrogênio, que tem uma massa molar de 2 g/mol. Assim, temos: Agora, podemos calcular a pressão do gás: Como não temos o valor do volume do gás, vamos considerar que o volume do gás é igual ao volume do pistão. O volume do pistão é dado por: Onde:- é a área do pistão,- é a distância percorrida.Como não temos o valor da área do pistão, vamos considerar que a área do pistão é igual à área da massa do gás. Assim, temos: Onde:- é a massa do gás,- é a massa molar do gás.Para simplificar, vamos considerar que a área do gás é igual à área de uma esfera com raio igual à massa do gás dividida pela massa molar do gás. Assim, temos: Onde:- é a massa do gás,- é a massa molar do gás.Agora, podemos calcular a pressão do gás: Simplificando a expressão, temos: Agora, podemos calcular o trabalho realizado: Onde:- é o trabalho realizado,- é a pressão do gás,- é a distância percorrida.Substituindo os valores, temos: \[ W = 159200 \, \text