UEM 2010 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 10 de Física
Enunciado em texto
Um gás ideal sofre a transformação termodinâmica quase estática A → B → C, representada no diagrama P x V ilustrado a seguir.
[Gráfico: P × V. O estado A tem pressão e volume ; uma seta horizontal leva de A a B, com e volume maior. De B uma seta vertical desce até C, com e pressão menor.]
De acordo com esse diagrama, assinale o que for correto.
(01) A temperatura absoluta do gás no estado B é maior do que a temperatura absoluta do gás no estado A.
(02) A energia interna do gás no estado B é maior do que a energia interna do gás no estado A.
(04) O trabalho realizado pelo gás, para mudar do estado A, passando por B e chegar ao estado C, pode ser calculado por meio da equação .
(08) Para mudar do estado A ao estado B, o gás absorveu energia na forma de calor.
(16) Para mudar do estado B para o estado C, a variação de energia interna do gás é igual à quantidade de calor cedida pelo gás, na mesma transformação.
(Enunciado e figura: Vestibular UEM 2010 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: analisar uma expansão isobárica (A → B) seguida de um resfriamento isocórico (B → C).
(01) Verdadeira. Na isobárica, é constante: o volume aumentou, então a temperatura aumentou.
(02) Verdadeira. A energia interna do gás ideal depende só da temperatura; como , .
(04) Falsa. Só há trabalho no trecho A → B (em B → C o volume não muda). Ele é a área sob a reta horizontal:
A expressão da afirmação usa , que é negativo, e daria um trabalho negativo, quando o gás se expandiu e realizou trabalho positivo.
(08) Verdadeira. Em A → B, e ; pela primeira lei, : o gás recebeu calor.
(16) Verdadeira. Em B → C o volume é constante, então e . A pressão cai a volume constante, a temperatura cai, e : toda a energia interna perdida sai como calor cedido pelo gás.
Atenção: na (16), a igualdade é com sinais: , os dois negativos. Em módulo, a diminuição da energia interna é igual ao calor cedido.
⚠️ A armadilha: na (04), pensar que a pressão final entra no cálculo do trabalho. Na isocórica não há trabalho; o trabalho é só a área sob o trecho isobárico.
A ideia em uma frase: na isobárica há trabalho P·ΔV; na isocórica o trabalho é zero e todo calor vira (ou sai da) energia interna.
Resposta: soma 27 (01 + 02 + 08 + 16).
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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