No interior de um ambiente submetido à pressão atmosférica, encontra-se um cilindro que contém de um determinado gás ideal. Esse gás é mantido no interior do cilindro por um êmbolo móvel de área igual a , conforme apresentado na figura acima. Inicialmente a mola não exerce força sobre o êmbolo. Em seguida, o gás recebe uma quantidade de calor igual a daquele rejeitado por uma máquina térmica, operando em um ciclo termodinâmico, cujas características técnicas se encontram listadas abaixo. Como consequência do processo de expansão, observa-se que a mola foi comprimida em . O rótulo de identificação do gás está ilegível, mas sabe-se que existem apenas duas opções – o gás é hélio ou oxigênio. Baseado em uma análise termodinâmica da situação descrita, identifique o gás.
- razão entre o rendimento da máquina térmica e o do ciclo de Carnot associado: $0{,}8$;
- quantidade de calor recebido pela máquina térmica: $105 \ J$;
- constante da mola: $3 \times 10^{4} \ \frac{N}{m}$;
- pressão atmosférica: $1 \ \frac{kgf}{cm^{2}}$;
- $1 \ kgf = 10 \ N$;
- peso do êmbolo: desprezível.