No diagrama pressão × volume apresentado na figura, estão representadas três isotermas, 1, 2 e 3, e a transformação XYZW sofrida por determinada massa de gás ideal.
Considerando as informações do diagrama, tem-se que essa massa de gás recebeu calor
Para descobrir em quais etapas o gás recebe calor, precisamos analisar simultaneamente a variação da energia interna e o trabalho. Vamos usar a convenção em que $W$ é o trabalho realizado pelo gás: \[Q=\Delta U+W.\] Assim, expansão corresponde a $W>0$, compressão a $W<0$ e volume constante a $W=0$. Para uma quantidade fixa de gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura.
No trecho XY, a linha é vertical: o volume não muda, mas a pressão aumenta. Pela relação $pV=nRT$, a temperatura aumenta quando a pressão cresce a volume constante. Portanto, $\Delta U>0$ e $W=0$, de modo que \[Q_{XY}=\Delta U_{XY}>0.\] Nessa etapa, o gás recebe calor.
No trecho YZ, o volume diminui e o gás passa da isoterma 1 para a isoterma 3, de menor temperatura. Há, portanto, compressão e resfriamento: $W<0$ e $\Delta U<0$. A soma também é negativa, \[Q_{YZ}=\Delta U_{YZ}+W_{YZ}<0,\] indicando liberação de calor.
No trecho ZW, os estados estão na mesma isoterma. A temperatura inicial e a final são iguais, logo $\Delta U=0$. Como o volume diminui, o trabalho do gás é negativo. Assim, \[Q_{ZW}=W_{ZW}<0.\] O gás também libera calor nesse trecho; apenas XY apresenta recebimento de calor.
Alternativa correta: E