São Camilo 2022 — questão 33 de Física
Enunciado em texto
O diagrama refere-se às quatro fases distintas do ciclo completo de um mecanismo térmico que funciona com um gás ideal.
[Gráfico: pressão (eixo vertical) em função do volume (eixo horizontal), sobre uma malha quadriculada, sem valores numéricos. Contando os quadradinhos a partir da origem: um trecho roxo vertical, em V = 1, sobe de p = 2 até p = 5 (seta para cima); um trecho laranja curvo desce de (V = 1; p = 5) até (V = 5; p = 3), com seta para a direita; um trecho verde vertical, em V = 5, desce de p = 3 até p = 1 (seta para baixo); um trecho azul curvo vai de (V = 5; p = 1) de volta a (V = 1; p = 2), com seta para a esquerda. O ciclo é percorrido no sentido horário.]
Ao analisarmos esse diagrama, podemos concluir que o trabalho realizado em cada ciclo é ________ e que os trechos em roxo e em verde representam transformações ________.
As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por:
(A) negativo – isobáricas.
(B) positivo – isotérmicas.
(C) positivo – isométricas.
(D) negativo – isotérmicas.
(E) negativo – isométricas.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2022, 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 sinal do trabalho do gás em um ciclo e o tipo das transformações representadas pelos trechos verticais.
Passo 1 — o sinal do trabalho. Num diagrama p × V, o trabalho do gás num ciclo é numericamente igual à área interna do ciclo, e o sinal vem do sentido de percurso. Aqui o gás se expande no trecho de cima (laranja, pressão alta) e é comprimido no trecho de baixo (azul, pressão baixa): o trabalho que ele realiza na expansão é maior que o que recebe na compressão. O ciclo é percorrido no sentido horário, e o trabalho é positivo. É o funcionamento de um motor.
Passo 2 — os trechos roxo e verde. São segmentos verticais: a pressão muda, mas o volume fica constante. Transformação a volume constante é isométrica (ou isocórica, ou isovolumétrica). Nelas o gás não realiza trabalho.
Por que não as outras: isobárica seria um trecho horizontal (pressão constante), o que elimina (A). Isotérmica seria uma curva (hipérbole, pV constante), nunca um segmento vertical, o que elimina (B) e (D). E (A), (D) e (E) dizem trabalho negativo, que seria o ciclo no sentido anti-horário, o de um refrigerador.
⚠️ A armadilha: achar que segmentos verticais são isotérmicos, confundindo com as curvas do ciclo. Num trecho vertical o volume está fixo e a pressão muda; pela equação pV = nRT, a temperatura muda junto com a pressão.
A ideia em uma frase: ciclo horário no diagrama p × V é trabalho positivo (motor); segmento vertical é volume constante, transformação isométrica.
Resposta: alternativa C (positivo – isométricas).
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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