UEM 2013 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 2 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar afirmações da teoria dos gases ideais.

(01) Falsa. À mesma temperatura, a energia cinética média é a mesma, $\frac{1}{2}mv^2 = \frac{3}{2}kT$. Então moléculas mais leves são mais rápidas:

$$v_{\text{qm}} = \sqrt{\frac{3kT}{m}}$$

O hidrogênio, por exemplo, tem moléculas bem mais rápidas que o oxigênio na mesma temperatura.

(02) Verdadeira. Na isobárica, $V = (nR/p)\,T$: o volume é função do primeiro grau da temperatura (proporcional a $T$ em kelvin; linear também em Celsius, a lei de Charles).

(04) Verdadeira. É a hipótese de Avogadro: $n = pV/(RT)$ é o mesmo para quaisquer gases com $p$, $V$ e $T$ iguais.

(08) Verdadeira. A temperatura absoluta é a medida da energia cinética média de translação das moléculas: $\bar{E}_c = \frac{3}{2}kT$.

(16) Falsa. Na isotérmica, $pV$ é constante: pressão e volume são inversamente proporcionais (lei de Boyle).

⚠️ A armadilha: na (01), achar que mesma temperatura significa mesma velocidade. Mesma temperatura significa mesma energia cinética média.

A ideia em uma frase: temperatura mede a energia cinética média; na mesma T, as moléculas mais leves andam mais rápido.

Resposta: soma 14 (02 + 04 + 08).