Motores térmicos, como os utilizados em automóveis e usinas termelétricas, operam por meio de ciclos termodinâmicos, nos quais um gás realiza sucessivas transformações até retornar ao estado inicial. Em um laboratório didático, estudantes analisaram o comportamento de um gás ideal submetido ao ciclo termodinâmico representado no gráfico pressão x volume a seguir. Ao final do ciclo, o sistema retorna ao estado inicial. Pela Primeira Lei da Termodinâmica, o trabalho total realizado pelo gás durante esse ciclo é de:

Pela 1ª Lei da Termodinâmica, para qualquer transformação vale

$\Delta U = Q - W$ (onde $W$ é o trabalho realizado pelo gás).

Como o processo é um ciclo completo, o gás volta ao estado inicial. Para um gás ideal, a energia interna $U$ depende apenas da temperatura; portanto, ao final do ciclo:

$\Delta U_{ciclo} = 0$.

Logo, no ciclo:

$0 = Q_{total} - W_{total} \;\Rightarrow\; W_{total} = Q_{total}$.

Somando os calores trocados em cada etapa (tabela):

$Q_{total} = (+180) + (-40) + (+60) + (-80) = 180 - 40 + 60 - 80 = 120$ J.

Assim, o trabalho total realizado pelo gás no ciclo é:

$W_{total} = 120$ J.

Alternativa correta: (sem opções fornecidas).