UFPR 2027 — questão 31 de Física

Enunciado em texto
Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por . Onde for necessário, use para o módulo da aceleração gravitacional.
Uma dada massa de gás ideal executa os processos termodinâmicos apresentados no gráfico ao lado, em que é a pressão e é o volume. O processo 1 ocorre entre os estados A e B do gráfico, e o processo 2 ocorre entre os estados B e C. No processo 1, o gás realiza um trabalho , e, no processo 2, o trabalho realizado vale .
[Gráfico: pressão P no eixo vertical, com marcas em P₀, 2P₀, 3P₀ e 4P₀; volume V no eixo horizontal, com marcas em 2V₀, 4V₀, 6V₀ e 8V₀. Processo 1: reta de A (2V₀; 4P₀) até B (4V₀; P₀). Processo 2: reta horizontal de B (4V₀; P₀) até C (8V₀; P₀).]
Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da razão entre os trabalhos realizados.
A) 1
B)
C)
D) 2
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFPR 2027, prova objetiva — 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: a razão entre os trabalhos realizados pelo gás nos dois processos.
A ideia: no gráfico , o trabalho é a área sob a curva. Nos dois processos o volume aumenta, então os dois trabalhos são positivos.
Passo 1 — processo 1 (A → B): trapézio. O volume vai de a (largura ) e a pressão cai de para :
Passo 2 — processo 2 (B → C): retângulo. Pressão constante , volume de a (largura ):
Passo 3 — a razão.
⚠️ As armadilhas: inverter a razão dá (alternativa C). Usar só a pressão final no processo 1, como se fosse um retângulo , dá e uma razão de .
A ideia em uma frase: trabalho = área sob o gráfico P × V: trapézio de 5 P₀V₀ contra retângulo de 4 P₀V₀.
Resposta: alternativa B ().
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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