PUC Minas 2015 (2º semestre, interior) — questão 34 de Física
Enunciado em texto
Um professor de Física coloca a seguinte afirmação para ser discutida em sala de aula:
“É possível fornecer calor a um gás e sua temperatura não sofrer variação.”
A resposta adequada para essa afirmação é que ela:
(A) está correta, pois esse calor pode aparecer como um aumento na energia interna do gás.
(B) está incorreta, pois sempre que um objeto absorve calor sua temperatura aumenta.
(C) está correta, pois o gás pode expandir-se realizando um trabalho igual à quantidade de calor absorvida por ele.
(D) é absurda, pois o calor é uma forma de energia e a energia sempre se conserva.
(Enunciado: Vestibular PUC Minas 2015 (2º semestre) — PUC Minas.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas).
Resolução comentada
O que a questão pede: se um gás pode receber calor sem mudar de temperatura, e por quê.
Passo 1 — a 1ª lei da termodinâmica.
Num gás ideal, a energia interna depende só da temperatura. Temperatura constante significa ΔU = 0.
Passo 2 — a transformação isotérmica. Com ΔU = 0, a 1ª lei fica Q = τ: todo o calor recebido sai como trabalho, com o gás se expandindo. Então, sim, é possível fornecer calor sem variar a temperatura, desde que o gás realize um trabalho igual ao calor absorvido.
Por que não as outras: (A) se o calor aumentasse a energia interna do gás ideal, a temperatura subiria, o que contradiz a afirmação. (B) há transformações em que o corpo recebe calor e a temperatura não muda: a isotérmica do gás e as mudanças de fase. (D) a conservação da energia não proíbe nada aqui: a energia do calor sai como trabalho.
⚠️ A armadilha: confundir calor com temperatura e marcar a B. Calor é energia em trânsito; ele pode ir para a energia interna (e mudar a temperatura) ou sair como trabalho.
A ideia em uma frase: na expansão isotérmica de um gás ideal, ΔU = 0 e todo o calor recebido vira trabalho (Q = τ).
Resposta: alternativa C (o gás se expande realizando trabalho igual ao calor absorvido).
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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