UEM 2019 (Inverno) — questão 33 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: analisar dois processos isobáricos de um gás ideal.

(01) Verdadeira. No modelo de gás ideal, as partículas só interagem nas colisões; fora delas, as forças entre os átomos são desprezadas.

(02) Verdadeira. A pressão constante, aquecer o gás aumenta o volume ($V/T$ constante): ele empurra o êmbolo e realiza trabalho positivo.

(04) Verdadeira. Numa isobárica, $\tau = p\,\Delta V = n\,R\,\Delta T$, com $\Delta T = 100$ K:

$$\tau = 10 \times 8{,}31 \times 100$$

$$\tau = 8310\ \text{J}$$

(08) Falsa. No resfriamento isobárico o volume diminui, mas quem realiza trabalho é o meio (o êmbolo empurra o gás). O trabalho do gás é negativo:

$$\tau = 10 \times 8{,}31 \times (-40) = -3324\ \text{J}$$

(16) Falsa. A pressão constante, $V = (nR/p)\,T$: o volume é proporcional à temperatura absoluta. O gráfico $V \times T$ é uma reta (que passa pela origem, se $T$ estiver em kelvin), não uma parábola.

⚠️ A armadilha: na (04), usar as temperaturas em Celsius e achar que precisa converter. Para o trabalho só importa a variação, e $\Delta T$ em kelvin é igual a $\Delta\theta$ em Celsius: 100.

A ideia em uma frase: na isobárica, τ = nRΔT: positivo quando o gás esquenta e se expande, negativo quando esfria e é comprimido.

Resposta: soma 07 (01 + 02 + 04).