Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, seguida de uma compressão adiabática. A variação total da energia interna do gás poderá ser nula se, dentre as opções abaixo, a transformação seguinte for uma
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Umas das formas rápidas - numa situação de prova, por exemplo - de resolver esta questão é graficamente, pois assim se torna mais fácil analisar certas transformações termodinâmicas.
No plano PV abaixo, consideremos os gráficos roxo e laranja como sendo, respectivamente, a isotérmica e a adiabática.
No estudo da Termodinâmica, entende-se que a variação da energia interna poderá ser nula quando as transformações realizam um ciclo termodinâmico.
No caso dos gráficos acima, a única alternativa que condiz com a realização de um ciclo é uma transformação isobárica, necessariamente uma compressão.
Há vários argumentos gráficos para a primeira afirmativa. Um dos mais evidentes é o fato de que, na medida em que o volume decresce, as transformações isotérmica e adiabática tendem a permanecerem paralelas.
Logo, para uní-las, uma das formas possíveis seria uma reta que corta esses dois gráficos, além de passar perpendicularmente pelo eixo P, o que por consequência torna uma transformação a pressão constante, isto é, uma isobárica.
A segunda afirmativa - ser necessariamente uma compressão -, isto se dá simplesmente pela ordem em que o ciclo é realizado.
Enfim, isso tudo é uma análise gráfica, e ao tentar achar resultados com as outras alternativas, haverão contradições - que não convém, por agora, citá-las -, encontrando apenas a alternativa ( C ) como resposta.

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10:58 07/03/2023
Eu apenas acrescentaria algumas explicações para que mesmo quem tenha pouca base consiga resolver.

05:39 07/03/2023
Professor(es), não sei se essa explicação está totalmente consistente, mas espero que esta resolução esteja coerente com o resultado do problema!!

11:04 07/03/2023
A ideia então é você ver que apenas a opção C pode completar esse ciclo.

11:03 07/03/2023
Primeiro, alguns fatos sobre isotermas e adiabáticas: ambas são hipérboles. Sendo que as isotermas são mais abertas (decrescimentos mais suaves) e as adiabáticas mais fechadas (descrescimento mais intenso). Por isso, da imagem construída pelo Igor podemos dizer que a curva laranja representa a adiabática. Portanto o ciclo começa de algum ponto da curva roxa, vai até o ponto B e depois sobe até algum outro ponto na curva laranja.