UEMG 2007 — questão 30 de Física
Enunciado em texto
Um gás está no interior de um recipiente dotado de um êmbolo móvel. De repente, o êmbolo é puxado bruscamente.
[Figura: um cilindro horizontal com paredes hachuradas, contendo um gás (região pontilhada com a palavra “GÁS”). Do lado direito há um êmbolo móvel, cuja haste sai do cilindro para a direita; uma seta abaixo da haste aponta para a direita, indicando que o êmbolo é puxado para fora.]
Em relação ao gás no interior do recipiente, assinale a alternativa que traz uma informação INCORRETA:
A) A temperatura do gás diminui porque ele libera calor para o ambiente durante a expansão.
B) A pressão do gás diminui e seu volume aumenta.
C) A agitação das partículas do gás diminui, bem como a pressão do gás.
D) Os choques das partículas do gás contra as paredes do recipiente diminuem.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2007 — 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: a afirmação errada sobre o gás quando o êmbolo é puxado de repente.
Passo 1 — “bruscamente” quer dizer adiabático. A expansão é tão rápida que não dá tempo de o gás trocar calor com o ambiente: .
Passo 2 — a 1ª lei da Termodinâmica. Com :
O gás se expande e empurra o êmbolo: realiza trabalho positivo (). Então : a energia interna cai e, com ela, a temperatura. O gás esfria porque gastou energia interna para realizar trabalho, não porque liberou calor.
Passo 3 — conferindo as outras. B: o volume aumenta e, com a temperatura caindo, a pressão diminui (cai até mais do que cairia numa expansão isotérmica). C: temperatura menor significa partículas menos agitadas, e a pressão cai. D: com as partículas mais lentas e mais espalhadas num volume maior, os choques contra as paredes ficam menos frequentes e mais fracos. As três estão corretas.
A incorreta é a A: a temperatura de fato diminui, mas a justificativa está errada. Na expansão brusca não há troca de calor; a queda de temperatura vem do trabalho realizado pelo gás.
⚠️ A armadilha: ler “a temperatura diminui” na alternativa A, ver que isso é verdade e não conferir o porquê. A questão foi feita justamente para pegar quem confunde calor com trabalho.
A ideia em uma frase: na expansão adiabática o gás esfria pagando com a própria energia interna o trabalho que realiza, sem trocar calor.
Resposta: alternativa A (o gás não libera calor; esfria porque realiza trabalho).
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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