UFPR 2025 — questão 63 de Física

Enunciado em texto
Atenção: em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por . Quando for necessário, use para o módulo da aceleração gravitacional.
O texto a seguir é referência para as questões 62 e 63.
Uma dada quantidade de gás ideal executa o processo termodinâmico apresentado no gráfico a seguir, iniciando no ponto e terminando no ponto :
[Gráfico: pressão P (kPa) no eixo vertical, com marcas em 20, 40, 60 e 80; volume V (m³) no eixo horizontal, com marcas em 1,0, 2,0 e 3,0. O ponto A está em (V = 1,0 m³; P = 80 kPa) e o ponto B em (V = 3,0 m³; P = 40 kPa). Um segmento de reta liga A a B, com uma seta no meio apontando de A para B. Linhas tracejadas ligam A e B aos eixos.]
Considerando os dados fornecidos no enunciado e no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do trabalho realizado pelo gás no processo .
A)
B)
C)
D)
E)
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2025, 1ª fase (Conhecimentos Gerais) — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: o trabalho realizado pelo gás ao ir de A para B.
Passo 1 — trabalho é área. No diagrama , o trabalho do gás é a área sob a curva, entre ela e o eixo dos volumes. Como o gás se expande (de 1,0 para 3,0 m³), o trabalho é positivo.
Passo 2 — a figura é um trapézio. As bases são as pressões em A (80 kPa) e em B (40 kPa); a altura é a variação de volume, 2,0 m³:
Como J:
Conferindo: o trapézio é um retângulo de kJ mais um triângulo de kJ: total 120 kJ.
⚠️ A armadilha: calcular só o retângulo de baixo (40 · 2,0 = 80 kJ, alternativa C) ou usar a pressão inicial como se fosse constante (80 · 2,0 = 160 kJ, alternativa E). A pressão varia ao longo do processo; a área certa é a do trapézio, que equivale a usar a pressão média, 60 kPa.
A ideia em uma frase: trabalho do gás = área sob a curva : trapézio de bases 80 e 40 kPa e altura 2,0 m³, 120 kJ.
Resposta: alternativa D (120 kJ).
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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