Santa Casa 2020 — questão 66 de Física
Enunciado em texto
O diagrama P × V mostra as transformações isotérmica (AB), isovolumétrica (BC) e isobárica (CD) sofridas por certa massa de gás ideal.
[Gráfico: eixos P (vertical) e V (horizontal), sem valores. A está no alto, à esquerda; uma curva descendente (isoterma), com seta, vai de A até B, à direita e mais abaixo. De B, um segmento vertical, com seta para baixo, vai até C (mesmo volume, pressão menor). De C, um segmento horizontal, com seta para a esquerda, vai até D (mesma pressão, volume menor, um pouco maior que o volume de A).]
A energia interna do gás diminuiu
(A) apenas na transformação AB.
(B) apenas nas transformações BC e CD.
(C) apenas nas transformações AB e BC.
(D) em todas as transformações.
(E) apenas na transformação CD.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2020, Prova de Conhecimentos Gerais — FCMSCSP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: em quais trechos a energia interna do gás caiu.
Passo 1 — a regra. A energia interna de um gás ideal depende só da temperatura: ela diminui se, e só se, a temperatura diminui. E a temperatura sai da equação de Clapeyron:
Passo 2 — trecho a trecho:
• AB (isotérmica): a temperatura é constante, então a energia interna não muda (), mesmo com P e V variando.
• BC (isovolumétrica): V constante e P diminui, então o produto PV diminui: T cai e a energia interna diminui.
• CD (isobárica): P constante e V diminui: PV diminui, T cai, e a energia interna diminui.
Passo 3 — juntar: só em BC e CD.
Por que não as outras: (A), (C) e (D) incluem AB, onde a temperatura é constante. (E) esquece BC, em que a pressão cai a volume constante.
⚠️ A armadilha: achar que em CD a energia interna aumenta, porque o gás é comprimido (recebe trabalho). Ele recebe trabalho, sim, mas cede ainda mais calor; o que decide é a temperatura, e PV caiu.
A ideia em uma frase: no gás ideal, energia interna é temperatura — e a temperatura acompanha o produto PV.
Resposta: alternativa B (apenas em BC e CD).
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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