PUC-Rio 2023 (Grupo 5) — questão 20 de Física
Enunciado em texto
Em um processo isotérmico, n moles de um gás ideal transferem 3,14 J para o meio ambiente, na forma de trabalho, quando o volume passa de 2,72 para 8,08 .
Qual é, em joules, a quantidade de calor absorvida pelo gás nesse processo?
(A) 2,72
(B) 3,14
(C) 5,54
(D) 6,28
(E) 8,08
(Enunciado: Vestibular PUC-Rio 2023, Grupo 5 — PUC-Rio.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio).
Resolução comentada
O que a questão pede: o calor que o gás recebe numa expansão isotérmica.
Passo 1 — energia interna. A energia interna de um gás ideal depende só da temperatura. Isotérmico: temperatura constante, então
Passo 2 — primeira lei da Termodinâmica. O gás se expande e realiza trabalho sobre o meio: W = +3,14 J.
Todo o calor absorvido sai como trabalho.
⚠️ A armadilha: tentar usar os volumes, que são só distração (não é preciso calcular o trabalho, ele já foi dado), ou somar calor e trabalho e marcar 6,28 J (alternativa D). Na isotérmica, calor e trabalho são iguais, não se somam.
A ideia em uma frase: na isotérmica de um gás ideal, ΔU = 0 e o calor absorvido é igual ao trabalho realizado.
Resposta: alternativa B (3,14 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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.