UEPG 2024 (Vocacionada) — questão 34 de Física
Enunciado em texto
A Termodinâmica estuda as relações entre as trocas de calor, os trabalhos realizados e as variações de energia em processos físicos. A primeira Lei da Termodinâmica envolve a conservação de energia, e a segunda, os processos que são mais prováveis. Em relação às Leis da Termodinâmica, assinale o que for correto.
(01) Em uma transformação termodinâmica, o trabalho realizado por um gás perfeito depende dos caminhos entre os estados inicial e final, ou seja, depende do processo envolvido.
(02) O trabalho realizado por um gás ideal é numericamente igual à diferença entre a quantidade de calor trocada e a variação da energia interna do sistema.
(04) Em um processo isotérmico envolvendo um gás perfeito, todo o calor trocado é utilizado para variar a energia interna do gás.
(08) O fato de o calor não fluir espontaneamente de um corpo de temperatura mais baixa para outro de temperatura mais alta é uma consequência da Segunda Lei da Termodinâmica.
(16) Nos processos naturais, existe uma tendência de o sistema evoluir para um estado mais desordenado.
(Enunciado: Vestibular 2023 (1ª etapa) UEPG — UEPG.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Coordenadoria de Processos de Seleção (CPS).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar cinco afirmações sobre as leis da Termodinâmica.
(01) Verdadeira. O trabalho é a área sob a curva no diagrama p × V. Entre os mesmos estados inicial e final há infinitos caminhos, com áreas diferentes. Já a variação de energia interna depende só dos estados inicial e final.
(02) Verdadeira. É a primeira lei reescrita:
(04) Falsa. É o contrário. No processo isotérmico de um gás ideal a temperatura não muda, então , e todo o calor trocado vira trabalho: . (Calor todo indo para a energia interna é o processo isocórico.)
(08) Verdadeira. É o enunciado de Clausius da segunda lei: o calor não passa espontaneamente do corpo mais frio para o mais quente.
(16) Verdadeira. É a interpretação estatística da segunda lei: a entropia (medida da desordem) de um sistema isolado tende a aumentar, porque estados desordenados são muito mais prováveis.
⚠️ A armadilha: a (04), trocar isotérmico por isocórico. Isotérmico: ΔU = 0 e Q = τ. Isocórico: τ = 0 e Q = ΔU.
A ideia em uma frase: primeira lei: Q = τ + ΔU (conservação); segunda lei: o calor flui do quente para o frio e a desordem tende a crescer.
Resposta: soma 27 (01 + 02 + 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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