Provão Paulista 2025 (2ª série, 2ª aplicação) — questão 28 de Física
Enunciado em texto
Leia o texto e analise a figura a seguir para responder às questões 27 e 28.
[Gráfico: pressão p ( Pa), no eixo vertical, em função do volume V ( m), no eixo horizontal. Quatro estados: I em (V = 1,5; p = 1), II em (V = 1,0; p = 3), III em (V = 0,5; p = 3) e IV em (V = 1,0; p = 1), ligados aos eixos por linhas tracejadas. De I para II, uma curva sobe para a esquerda (seta de I para II); de II para III, um segmento horizontal em p = 3 (seta para a esquerda); de III para IV, uma curva desce para a direita (seta de III para IV); de IV para I, um segmento horizontal em p = 1 (seta para a direita).]
Os turbocompressores em motores a diesel melhoram o desempenho e diminuem o consumo de combustível nos motores de caminhões. Esses equipamentos funcionam com o auxílio dos gases emitidos pelos próprios motores que movem turbinas que, por sua vez, acionam o compressor do turbo, comprimindo o ar que é misturado com o combustível, liberando mais energia durante a combustão. O gráfico representa um modelo simplificado do ciclo de transformações de estados: I, II, III e IV, a que o ar é submetido em turbocompressores.
De acordo com o gráfico, o módulo do trabalho realizado pelo ar na transformação entre os estados II e III é igual a
(A) 450 J.
(B) 100 J.
(C) 50 J.
(D) 300 J.
(E) 150 J.
(Enunciado e figura: Provão Paulista Seriado 2025, 2ª aplicação — SEDUC-SP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Secretaria da Educação do Estado de São Paulo (SEDUC-SP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o valor (sem sinal) do trabalho do ar no trecho II → III.
Passo 1 — o tipo de transformação. De II para III, o gráfico é um segmento horizontal em p = 3 × 10⁵ Pa: a pressão é constante (isobárica). Nesse caso, o trabalho é a pressão vezes a variação de volume, que é a área do retângulo sob o segmento:
Passo 2 — os números. O volume vai de 1,0 × 10⁻³ m³ (em II) para 0,5 × 10⁻³ m³ (em III):
Sobre o sinal: é uma compressão, então o trabalho do ar é negativo (é o compressor que faz trabalho sobre o ar). Como a questão pede o módulo, a resposta é 150 J.
⚠️ A armadilha: usar o volume do estado II em vez da variação: 3 × 10⁵ × 1,0 × 10⁻³ = 300 J, a alternativa D. Ou usar a pressão de baixo, 1 × 10⁵ Pa: 1 × 10⁵ × 0,5 × 10⁻³ = 50 J, a alternativa C.
A ideia em uma frase: numa transformação isobárica, o trabalho é p·ΔV, a área do retângulo sob o segmento horizontal.
Resposta: alternativa E (150 J).
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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