Insper 2018 (Engenharias) — questão 7 de Física

Enunciado em texto

A figura ilustra 2 instantes em que o pistão de uma máquina térmica ocupa duas posições (tempos) de volumes extremos.

[Figura: dois desenhos de um cilindro horizontal com um pistão, com o gás (pontilhado) à esquerda do pistão; acima de cada cilindro, uma seta para cima marcada “válvula de escape”; abaixo, uma seta para baixo marcada “válvula de admissão”. No “1º tempo”, o pistão está bem à esquerda e o gás ocupa um volume pequeno; no “2º tempo”, o pistão está bem à direita e o gás ocupa um volume grande.]

No primeiro tempo mostrado, há uma compressão máxima do gás dentro do cilindro, o qual exerce uma pressão p sobre as paredes do cilindro a uma temperatura T. No segundo tempo mostrado, o volume ocupado pelo gás é máximo, 3 vezes maior que o anterior, exercendo uma pressão 3 vezes menor que p, a uma temperatura 2 vezes maior que T. Durante a expansão volumétrica, a rápida abertura de uma válvula de escape permitiu a liberação de certa quantidade de gás para a fonte fria. A relação entre o número ($n_1$) de mols do gás que havia no interior do cilindro no primeiro tempo e o número ($n_2$) de mols do gás que permaneceu no cilindro no segundo tempo, $n_1/n_2$, é igual a

(A) 12.

(B) 3.

(C) 4.

(D) 2,5.

(E) 2.

(Enunciado e figura: Vestibular Insper 2018 (1º semestre, Engenharias) — Insper.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Insper Instituto de Ensino e Pesquisa.