FMJ 2024 — questão 56 de Física
Enunciado em texto
Certa massa de gás ideal sofreu a transformação cíclica PQRSTP mostrada no diagrama pressão x volume.
[Gráfico: P ( Pa), com marcas 0,5; 1,0 e 1,5, em função de V (m³), com marcas 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0. O ciclo, em vermelho, liga os pontos P (0,5; 1,5), Q (1,5; 1,5), R (2,0; 1,0), S (2,0; 0,5) e T (0,5; 1,0), nessa ordem, voltando a P; cada ponto é dado por (V; p). Os trechos são todos retos: P → Q horizontal, Q → R inclinado, R → S vertical, S → T inclinado e T → P vertical.]
Entre os pontos P, Q, R, S e T, aquele no qual a massa do gás apresenta a menor temperatura é:
(A) S.
(B) T.
(C) P.
(D) R.
(E) Q.
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2024, Medicina, Prova II — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual dos cinco pontos marcados o gás está mais frio.
Passo 1 — temperatura e o produto pV. Pela equação de Clapeyron, com a massa de gás fixa (n constante):
Então a temperatura é proporcional ao produto pV: o ponto com menor pV é o mais frio.
Passo 2 — calcular pV em cada ponto (p em Pa e V em m³; as unidades são as mesmas para todos, então dá para comparar direto):
• P: 1,5 × 0,5 = 0,75;
• Q: 1,5 × 1,5 = 2,25;
• R: 1,0 × 2,0 = 2,0;
• S: 0,5 × 2,0 = 1,0;
• T: 1,0 × 0,5 = 0,5.
O menor produto é o de T: lá a temperatura é a menor do ciclo. (A maior é em Q.)
⚠️ A armadilha: escolher S (alternativa A) por ter a menor pressão do diagrama. Mas a temperatura depende do produto pV, e S tem o maior volume possível do ciclo: 0,5 × 2,0 = 1,0, o dobro do produto em T.
A ideia em uma frase: num diagrama p × V de gás ideal, a temperatura acompanha o produto pV: o ponto mais frio é o de menor pV.
Resposta: alternativa B (T).
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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