Santa Marcelina 2016 — questão 57 de Física

Gabarito EGases — isotermas no diagrama p × V e lei geral dos gasesProcesso Seletivo Medicina · 1º semestre · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 57 de Física do Santa Marcelina 2016

Enunciado em texto

O gráfico indica valores de pressão, volume e temperatura, obedecidos por um gás ideal que, por meio de uma transformação isobárica, passa de A para B, sofrendo, em seguida, uma transformação isovolumétrica que o leva do ponto B para o ponto C.

[Gráfico: P (×105\times 10^{5} Pa), de 0 a 5, × V (×10−3\times 10^{-3} m³), de 0 a 7, com malha quadriculada. Três isotermas (hipérboles). O ponto A = (1; 5) está sobre a isoterma de baixo, marcada “100 K”. O ponto B = (6; 5) está sobre a isoterma de cima. O ponto C = (6; 2) está sobre a isoterma do meio, marcada “T”.]

Nessas condições, o valor da temperatura T indicada, em kelvins, é

(A) 320.

(B) 600.

(C) 200.

(D) 480.

(E) 240.

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2016 (1º semestre) — FASM/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a temperatura da isoterma que passa por C.

Passo 1 — a lei geral dos gases. Para a mesma quantidade de gás ideal, pV/TpV/T é constante. Basta comparar A, onde a temperatura é conhecida (100 K), com C (as potências de 10 se cancelam):

pAVATA=pCVCTC\frac{p_A V_A}{T_A} = \frac{p_C V_C}{T_C}

5×1100=2×6T\frac{5 \times 1}{100} = \frac{2 \times 6}{T}

T=12×1005=240 KT = \frac{12 \times 100}{5} = 240\ \text{K}

Conferindo pelo caminho dado: de A para B (isobárica), o volume vai de 1 para 6, então TB=6×100=600T_B = 6 \times 100 = 600 K. De B para C (isovolumétrica), a pressão cai de 5 para 2, então TC=600×2/5=240T_C = 600 \times 2/5 = 240 K. Bate.

⚠️ A armadilha: parar em B e responder 600 K (alternativa B): essa é a temperatura da isoterma de cima, não a da isoterma T, que passa por C.

A ideia em uma frase: pV/T é constante para o gás ideal: compare o ponto pedido com um ponto de temperatura conhecida.

Resposta: alternativa E (240 K).

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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