Questão 8 - Física - ITA 2013

A figura mostra um sistema, livre de qualquer força externa, com um êmbolo que pode ser deslocado sem atrito em seu interior. Fixando o êmbolo e preenchendo o recipiente de volume V com um gás ideal a pressão P, e em seguida liberando o êmbolo, o gás expande-se adiabaticamente. Considerando as respectivas massas ${\mathrm{m}}_{\mathrm{c}}$, do cilindro, e ${\mathrm{m}}_{\mathrm{e}}$, do êmbolo, muito maiores que a massa ${\mathrm{m}}_{\mathrm{g}}$ do gás, e sendo γ o expoente de Poisson, a variação da energia interna ΔU do gás quando a velocidade do cilindro for ${\mathrm{v}}_{\mathrm{c}}$ é dada aproximadamente por