Questão de Física — A Teoria Cinética dos Gases — CESPE / CEBRASPE 2022

A figura anterior mostra um êmbolo preso que mantém um gás ideal confinado em um pequeno volume  V_0  de um recipiente cilíndrico muito longo e com paredes adiabáticas. A parte do cilindro não ocupada pelo gás é um vácuo. O gás confinado está em equilíbrio termodinâmico com uma pressão P_0 e tem coeficiente adiabático dado por $\gamma$. Em certo instante, o êmbolo (de área A) é liberado e pode deslocar-se livremente sem atrito ao longo do cilindro, então, o gás se expande, empurrando o êmbolo. Essa expansão é dada por um processo quase-estático adiabático. Nessa situação, quando o gás tiver expandido até um certo volume   V > V_0 , com V menor que o volume total do cilindro, teremos que a força resultante sobre o êmbolo será dada por