São Camilo 2016 — questão 46 de Física
Enunciado em texto
O gráfico ilustra como varia a pressão medida em um gás ideal, em função do volume que ele ocupa durante uma transformação cíclica.
[Gráfico: P () em função de V (). O ciclo é um triângulo com vértices em (0,5; 6), (0,5; 2) e (2,0; 2). As setas indicam o sentido: de (0,5; 6) desce na vertical até (0,5; 2); segue na horizontal até (2,0; 2); e volta em linha reta inclinada até (0,5; 6).]
O trabalho realizado no ciclo, em quilojoules, é igual a
(A) 300.
(B) – 300.
(C) 400.
(D) – 400.
(E) 0.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2016, Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o trabalho total do gás em uma volta do ciclo, com sinal.
Passo 1 — o módulo é a área do ciclo. O triângulo tem base de 2,0 − 0,5 = 1,5 m³ e altura de 6 − 2 = 4 × 10⁵ N/m²:
Passo 2 — o sinal vem do sentido. O gás expande (V aumenta) na horizontal de baixo, a pressão de 2 × 10⁵ N/m², e é comprimido (V diminui) na volta pela reta inclinada, a pressões mais altas. O trabalho que o gás recebe na compressão é maior que o que ele realiza na expansão. O ciclo é percorrido no sentido anti-horário, e o trabalho do gás é negativo:
Conferindo trecho a trecho: na vertical, V não muda e W = 0. Na expansão, W = 2 × 10⁵ × 1,5 = +300 kJ. Na compressão, W = −(área do trapézio sob a reta) = −(6 + 2)/2 × 10⁵ × 1,5 = −600 kJ. Total: 0 + 300 − 600 = −300 kJ.
⚠️ A armadilha: calcular a área certinho e esquecer o sinal, marcando 300 (alternativa A). Ciclo horário dá trabalho positivo (máquina térmica); anti-horário dá trabalho negativo (como num refrigerador).
A ideia em uma frase: o trabalho no ciclo é a área dentro dele: positivo se o ciclo é horário no diagrama p × V, negativo se é anti-horário.
Resposta: alternativa B (−300 kJ).
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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