UEMG 2006 — questão 29 de Física
Enunciado em texto
Uma certa quantidade de ar é confinada no interior de uma seringa (figura 1). Ao ser colocada num recipiente com água quente, verifica-se que o êmbolo sobe (figura 2).
[Figura: (Figura 1) seringa na vertical, com a ponta tampada e o êmbolo numa certa posição. (Figura 2) a mesma seringa mergulhada num recipiente com água quente, com o êmbolo mais alto.]
Considere o ar como um gás ideal e que o êmbolo possa se mover livremente. Considere ainda p a pressão do gás, V o volume que ele ocupa e t a sua temperatura.
Assinale a alternativa que melhor representa a transformação sofrida pelo ar:
A) [Gráfico: p no eixo vertical, t no horizontal; uma reta horizontal (p constante).]
B) [Gráfico: V no eixo vertical, t no horizontal; uma reta horizontal (V constante).]
C) [Gráfico: p no eixo vertical, t no horizontal; uma reta inclinada que parte da origem.]
D) [Gráfico: p no eixo vertical, V no horizontal; uma curva decrescente, em forma de hipérbole.]
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2006 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).
Resolução comentada
O que a questão pede: o gráfico que representa o aquecimento do ar dentro da seringa com o êmbolo livre.
Passo 1 — o que fica constante. Com o êmbolo livre para se mover, ele para numa posição em que as forças se equilibram: de um lado, o ar de dentro; do outro, a atmosfera e o peso do próprio êmbolo, que não mudam. Então a pressão do ar confinado fica constante durante o aquecimento. A transformação é isobárica: o ar se aquece, se expande e o êmbolo sobe, mas a pressão continua a mesma.
Passo 2 — o gráfico. Pressão constante em função da temperatura é uma reta horizontal no gráfico . É o gráfico A. (Pela lei dos gases, com fixo, é constante: o volume cresce com a temperatura absoluta, como mostra a figura 2.)
Por que não as outras: B mostra volume constante, mas o êmbolo subiu, então o volume aumentou. C mostra pressão crescendo com a temperatura, o que seria a transformação a volume constante (seringa travada). D é a hipérbole da transformação isotérmica, mas aqui a temperatura muda.
⚠️ A armadilha: achar que “gás aquecido, pressão aumenta” sempre (alternativa C). Isso só acontece se o volume for fixo. Com o êmbolo livre, o gás se expande e a pressão fica a mesma.
A ideia em uma frase: êmbolo livre significa pressão constante: o gás aquecido aumenta de volume, não de pressão.
Resposta: alternativa A (pressão constante).
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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