EEAR 2021 (CFS 1) — questão 95 de Física
Enunciado em texto
Uma amostra de um gás ideal realiza uma sequência de transformações termodinâmicas (AB, BC, CD e DA) conforme o gráfico pressão (P) em função do volume (V) a seguir.
[Gráfico: P × V com um retângulo percorrido no sentido horário: A (volume menor, pressão maior) → B (volume maior, mesma pressão) → C (mesmo volume de B, pressão menor) → D (mesmo volume de A, mesma pressão de C) → A.]
Assinale a alternativa que indica corretamente as transformações termodinâmicas pelas quais a energia interna da amostra aumentou.
a) DA e CD
b) AB e BC
c) AB e DA
d) BC e CD
(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 1/2021 — EEAR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.
Resolução comentada
O que a questão pede: em quais trechos a energia interna do gás aumenta.
Passo 1 — energia interna e temperatura. A energia interna de um gás ideal depende só da temperatura. E, por Clapeyron, : a energia interna sobe quando o produto P·V sobe.
Passo 2 — trecho por trecho:
• AB: pressão constante, volume aumenta → PV aumenta: sobe;
• BC: volume constante, pressão diminui → PV diminui: desce;
• CD: pressão constante, volume diminui → PV diminui: desce;
• DA: volume constante, pressão aumenta → PV aumenta: sobe.
Conferindo: no ciclo inteiro, a energia interna volta ao valor inicial. Então tem de haver trechos subindo e trechos descendo, e é o que acontece.
⚠️ A armadilha: achar que a energia interna só aumenta quando o gás se expande (alternativa B, AB e BC). Em BC o volume nem muda, e a pressão cai: a temperatura cai.
A ideia em uma frase: num gráfico P × V de gás ideal, a energia interna acompanha o produto P·V: sobe quando P·V sobe.
Resposta: alternativa C (AB e DA).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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