FAMECA 2020 — questão 40 de Física
Enunciado em texto
O gráfico P × V mostra a transformação AB sofrida por certa massa de um gás ideal, sem alteração da sua energia interna.
[Gráfico: P × V; uma curva (hipérbole) vai de A, com volume maior e pressão menor, até B, com volume menor e pressão maior; uma seta na curva indica o sentido de A para B (compressão).]
Sobre esse processo, pode-se afirmar que:
(A) o trabalho realizado sobre o gás foi nulo.
(B) a transformação sofrida pelo gás foi isotérmica.
(C) a temperatura final do gás foi maior que a inicial.
(D) a transformação sofrida pelo gás foi adiabática.
(E) o gás recebeu calor do meio externo.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2020, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre uma transformação de gás ideal sem variação de energia interna.
Passo 1 — energia interna e temperatura. A energia interna de um gás ideal depende só da temperatura. Se ela não muda, a temperatura também não muda: a transformação é isotérmica. Isso torna (B) correta e (C) errada. (A curva em forma de hipérbole, pV constante, confirma.)
Passo 2 — trabalho. O volume diminui de A para B: é uma compressão, e o meio externo realiza trabalho sobre o gás (a área sob a curva não é zero). (A) está errada.
Passo 3 — calor. Pela primeira lei, ΔU = Q − τ. Com ΔU = 0, Q = τ. Na compressão o trabalho do gás é negativo, então Q também é negativo: o gás cede calor ao meio. (E) está errada, e (D) também, porque na adiabática Q = 0, o que aqui exigiria trabalho nulo.
⚠️ A armadilha: achar que, se a energia interna não muda, nada entra nem sai do gás. Na compressão isotérmica, o trabalho recebido sai na forma de calor na mesma quantidade.
A ideia em uma frase: gás ideal com ΔU = 0 é transformação isotérmica; comprimido assim, ele recebe trabalho e devolve a mesma quantidade em calor.
Resposta: alternativa B (a transformação foi isotérmica).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.