UEM 2015 (Verão) — questão 33 de Física

Enunciado em texto
Um determinado gás (considerado ideal) é submetido a um processo de mudança de temperatura. Esse processo consiste em armazenar o gás em um recipiente e colocá-lo em uma câmara com temperatura constante igual a . Durante todo o processo, o gás permanece dentro do recipiente com volume constante e a sua temperatura, t segundos após o início do processo, é dada pela função , onde k é uma constante que depende das condições iniciais do processo. Sobre esse procedimento, assinale o que for correto.
(01) Se então o processo é de resfriamento do gás.
(02) Se então a pressão do gás durante o processo aumenta.
(04) Se então o processo é isobárico.
(08) A constante k é a diferença entre a temperatura inicial do gás e a temperatura da câmara.
(16) A pressão do gás, t segundos após o início do processo, é representada por uma função da forma , onde A e B são constantes.
(Enunciado: Vestibular UEM 2015 (Verão) — 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: interpretar a função e usar a lei dos gases a volume constante.
Passo 1 — o comportamento de : vale 1 em t = 0 e decresce para zero com o tempo. Então começa em e tende a .
Passo 2 — volume constante: pela equação de Clapeyron, com n e V fixos,
A pressão é proporcional à temperatura absoluta.
(01) Verdadeira. Com , o termo é positivo e diminui: T cai de até . O gás começa mais quente que a câmara e esfria.
(02) Falsa. Se T diminui a volume constante, a pressão diminui.
(04) Falsa. Com o gás se aquece, mas o volume continua constante: o processo é isovolumétrico (isocórico), e a pressão aumenta junto com T. Não é isobárico.
(08) Verdadeira. Em t = 0:
(16) Verdadeira. Substituindo T(t):
É da forma , com e .
⚠️ A armadilha: na (01), ver “k positivo” e pensar em temperatura subindo. O sinal de k só diz se o gás começa acima ou abaixo de ; como decresce, a temperatura sempre caminha para .
A ideia em uma frase: a volume constante, P é proporcional a T; e o gás sempre tende à temperatura da câmara.
Resposta: soma 25 (01 + 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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