PUC-RS 2023 — questão 32 de Física

Gabarito ATermodinâmica — temperatura em transformações no diagrama p × VConcurso Vestibular · Verão
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 32 de Física do PUC-RS 2023

Enunciado em texto

A figura a seguir representa o diagrama pV de um 1 mol de um gás ideal, retratando diferentes processos termodinâmicos.

[Gráfico: p (kPa) no eixo vertical e V (cm³) no horizontal. De A (2,0 cm³; 50 kPa) a B (2,0 cm³; 100 kPa), segmento vertical com seta para cima. De B a C (8,0 cm³; 100 kPa), segmento horizontal com seta para a direita.]

Com base no diagrama, é correto afirmar que

(A) em A→B\mathbf{A \to B} a temperatura do gás aumentará.

(B) em B→C\mathbf{B \to C} a temperatura do gás diminuirá.

(C) a temperatura em C é igual a temperatura em A.

(D) a temperatura se mantém constante durante A→B→C\mathbf{A \to B \to C}.

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2023 (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: como a temperatura do gás muda em cada etapa.

Passo 1 — a ferramenta. Para 1 mol de gás ideal, pV=RTpV = RT: a temperatura é proporcional ao produto pV. Basta comparar pV nos três estados (em kPa·cm³):

A: 50×2=100A:\ 50 \times 2 = 100

B: 100×2=200B:\ 100 \times 2 = 200

C: 100×8=800C:\ 100 \times 8 = 800

Passo 2 — julgar.

• (A): de A para B, pV dobra: a temperatura dobra. Correta.

• (B): de B para C, pV quadruplica: a temperatura aumenta, não diminui.

• (C): pV em C é 8 vezes o de A: TC=8 TAT_C = 8\,T_A.

• (D): a temperatura muda nas duas etapas.

⚠️ A armadilha: na expansão isobárica B → C, pensar que o gás “esfria ao se expandir”. Isso vale numa expansão adiabática; a pressão constante, o volume só aumenta se a temperatura aumentar (V/TV/T constante).

A ideia em uma frase: num gás ideal, T é proporcional a pV: compare os produtos nos estados e você sabe se a temperatura subiu ou desceu.

Resposta: alternativa A (em A→BA \to B a temperatura aumenta).

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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