UECE 2021.1 — questão 39 de Física
Enunciado em texto
Em relação às propriedades dos gases, atente para as seguintes afirmações:
I. Para um gás ideal, a energia interna é função apenas da pressão.
II. O calor absorvido por um gás ao variar seu estado independe do processo.
III. A energia interna de um gás ideal é uma função apenas da temperatura e independe do processo.
IV. Numa expansão isotérmica de um gás ideal, o trabalho realizado pelo mesmo é igual ao calor absorvido.
Está correto o que se afirma somente em
A) I e II.
B) III e IV.
C) I e IV.
D) II e III.
(Enunciado: Vestibular UECE 2021.1, 1ª fase — CEV/UECE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar quatro afirmações sobre energia interna, calor e trabalho.
I — falsa. A energia interna de um gás ideal é a energia cinética das moléculas, e ela depende só da temperatura (para uma dada quantidade de gás). Para o gás monoatômico, por exemplo:
A pressão sozinha não fixa U: dá para ter a mesma pressão com temperaturas diferentes, mudando o volume.
II — falsa. Calor depende do caminho. Entre os mesmos estados inicial e final, um processo pode absorver mais calor que outro, se o gás realizar mais trabalho no caminho. Quem não depende do caminho é a variação de energia interna.
III — verdadeira. É o que vimos em I: U é função só de T. Por isso U é uma função de estado: a variação ΔU só depende dos estados inicial e final, não do processo.
IV — verdadeira. Na isotérmica a temperatura não muda, então ΔU = 0. Pela primeira lei da termodinâmica:
Todo o calor absorvido sai como trabalho de expansão.
Corretas: III e IV.
⚠️ A armadilha: a (D), que junta a III (certa) com a II. É fácil confundir “a energia interna não depende do processo” com “o calor não depende do processo”. Calor e trabalho dependem do caminho; só a diferença Q − W = ΔU não depende.
A ideia em uma frase: no gás ideal, U depende só de T; calor e trabalho dependem do caminho; e na isotérmica, como ΔU = 0, o calor recebido vira todo trabalho.
Resposta: alternativa B (III e IV).
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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