UEMG 2009 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Um gás é aquecido no interior de um recipiente dotado de êmbolo móvel, de tal maneira que o trabalho realizado pelo gás é igual ao calor que ele recebe, conforme ilustração a seguir:
[Figura: um cilindro vertical, preso a um suporte de laboratório, com um êmbolo móvel (com haste para cima) na parte de cima e gás na parte de baixo. Uma chama de um bico de gás aquece o fundo do cilindro. Setas indicam “êmbolo móvel”, “gás” e “chama”.]
Assinale a alternativa que mostra CORRETAMENTE o que aconteceu, durante o processo, nas condições descritas acima:
A) A temperatura do gás permaneceu constante.
B) A pressão do gás permaneceu constante.
C) A temperatura do gás aumentou, pois ele é aquecido.
D) A pressão e a temperatura do gás permaneceram constantes.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2009 — 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 que acontece com o gás quando todo o calor que ele recebe é devolvido como trabalho.
Passo 1 — a 1ª lei da Termodinâmica. A variação da energia interna é o calor recebido menos o trabalho realizado:
Com :
Passo 2 — energia interna e temperatura. Num gás ideal, a energia interna depende só da temperatura. Se , a temperatura não muda: a transformação é isotérmica. A alternativa A está correta.
Passo 3 — e a pressão? O gás realiza trabalho positivo, então se expande (o volume aumenta). Com temperatura constante, (lei de Boyle): se aumenta, diminui. Por isso B e D estão erradas.
Por que não C: “aquecer” aqui quer dizer fornecer calor, e não necessariamente aumentar a temperatura. Toda a energia que entrou como calor saiu como trabalho; nada sobrou para aumentar a energia interna.
⚠️ A armadilha: confundir calor com temperatura e marcar C. Receber calor não obriga a temperatura a subir: depende de quanto da energia sai como trabalho.
A ideia em uma frase: se o gás devolve como trabalho todo o calor que recebe, a energia interna não muda, e a temperatura fica constante.
Resposta: alternativa A (a temperatura permaneceu 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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