UEM 2014 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 7 de Física
Enunciado em texto
Com relação à Teoria Cinética dos Gases, aplicada a um gás ideal rarefeito, contido em um recipiente hermeticamente fechado, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
(01) As colisões entre as moléculas desse gás ideal e as paredes do recipiente são inelásticas e de impulso definido.
(02) As moléculas do gás ideal somente exercem forças umas sobre as outras quando colidem entre si.
(04) As moléculas do gás ideal descrevem um movimento desordenado regido pelas leis fundamentais da Mecânica Newtoniana.
(08) As moléculas do gás ideal possuem dimensões desprezíveis em comparação aos espaços vazios entre elas, e a frequência de suas colisões contra as paredes do recipiente define a pressão desse gás.
(16) As moléculas do gás ideal possuem energia cinética de translação e energia potencial de configuração.
(Enunciado: Vestibular UEM 2014 (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: reconhecer as hipóteses do modelo cinético do gás ideal.
(01) Falsa. No modelo, as colisões com as paredes são perfeitamente elásticas: a molécula volta com a mesma velocidade em módulo, e a energia cinética se conserva.
(02) Verdadeira. Não há forças de atração ou repulsão a distância entre as moléculas; elas só interagem no instante do choque.
(04) Verdadeira. As moléculas se movem ao acaso (movimento caótico), e entre os choques seguem as leis de Newton: andam em linha reta com velocidade constante.
(08) Verdadeira. O volume próprio das moléculas é desprezível diante do volume do recipiente; e a pressão é o efeito médio dos choques contra as paredes: cada choque transfere quantidade de movimento, e quanto mais choques por unidade de tempo (e por área), maior a pressão.
(16) Falsa. Como não há forças entre as moléculas, não há energia potencial de interação: a energia interna do gás ideal é só a energia cinética das moléculas.
⚠️ A armadilha: a (16). Energia potencial vem de forças entre as partículas; sem essas forças (hipótese da (02)), ela não existe.
A ideia em uma frase: gás ideal: moléculas pontuais, sem forças a distância, em movimento caótico, com choques elásticos; a pressão é o resultado desses choques.
Resposta: soma 14 (02 + 04 + 08).
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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