Einstein 2027 — questão 37 de Física

Enunciado em texto
Para aumentar a eficiência de determinado processo industrial, foi necessário reduzir a pressão de certa massa constante de gás de um valor = 24 kPa para um valor , enquanto a temperatura desse gás foi mantida constante, por meio do movimento de um pistão que permitiu que o volume ocupado pelo gás aumentasse do valor = 0,1 m³ para o valor = 0,8 m³. O diagrama pressão × volume, mostrado na figura, representa essa transformação gasosa.
[Figura: gráfico P (kPa) × V (m³). Uma curva (hipérbole) desce do ponto (, ), à esquerda e no alto, até o ponto (, ), à direita e embaixo; linhas tracejadas ligam os dois pontos aos eixos.]
Considerando que o gás utilizado nesse processo industrial possa ser considerado um gás ideal, o valor de , indicado no gráfico, é
(A) 12 kPa.
(B) 2 kPa.
(C) 3 kPa.
(D) 6 kPa.
(E) 4 kPa.
(Enunciado e figura: Vestibular Einstein 2027, Prova I — Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a pressão final de um gás ideal que se expandiu com temperatura constante.
Passo 1 — qual lei usar. Massa constante e temperatura constante: é uma transformação isotérmica, e vale a lei de Boyle, . (É por isso que o gráfico é uma hipérbole.)
Passo 2 — a conta.
Leitura física: o volume ficou 8 vezes maior, então a pressão ficou 8 vezes menor: 24/8 = 3 kPa.
⚠️ A armadilha: achar que a pressão cai na mesma proporção em que o volume "sobe 0,7 m³", ou dividir 24 por 2 porque a curva "parece cair pela metade" (12 kPa, alternativa A). Na isotérmica, pressão e volume são inversamente proporcionais.
A ideia em uma frase: na isotérmica, P·V fica constante: volume 8 vezes maior, pressão 8 vezes menor.
Resposta: alternativa C (3 kPa).
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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