PUC-RS 2018 — questão 14 de Física
Enunciado em texto
A observação de alguns corpos celestes tem se tornado difícil em grandes centros urbanos, principalmente por conta da poluição luminosa produzida. Os rastros luminosos deixados no céu pelas estrelas cadentes, por exemplo, são mais facilmente observados em locais ermos e distantes das cidades. As estrelas cadentes são, na verdade, meteoros cujas velocidades medidas são da ordem de milhares de quilômetros por hora. Erroneamente se atribui o aquecimento das regiões próximas ao meteoro ao atrito entre ele e a atmosfera, mas a principal razão desse aquecimento é a _________ do ar atmosférico logo à frente do meteoro.
(A) compressão isobárica
(B) compressão adiabática
(C) expansão isobárica
(D) expansão adiabática
(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2018 (Verão) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: que transformação do ar, logo à frente do meteoro, explica o aquecimento.
Passo 1 — compressão ou expansão. O meteoro avança muito rápido e “empurra” o ar à sua frente, que não tem tempo de sair do caminho: o ar é comprimido. Isso já elimina (C) e (D).
Passo 2 — isobárica ou adiabática. A compressão é tão rápida que praticamente não há tempo para o ar trocar calor com a vizinhança: o processo é adiabático (Q ≈ 0). E a pressão, claro, não fica constante: ela sobe muito.
Passo 3 — por que esquenta. Pela primeira lei, com Q = 0:
Na compressão o trabalho do gás é negativo, então : a energia interna e a temperatura do ar sobem muito, a ponto de o ar e a superfície do meteoro ficarem incandescentes.
⚠️ A armadilha: a compressão isobárica (A). Numa compressão a pressão constante, o gás teria de perder calor e esfriar (V/T constante). É o contrário do que se observa.
A ideia em uma frase: o ar à frente do meteoro é comprimido rápido demais para trocar calor: na compressão adiabática, o trabalho recebido vira aquecimento.
Resposta: alternativa B (compressão adiabática).
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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