UFRGS 2013 — questão 11 de Física
Enunciado em texto
Uma amostra de gás ideal evolui de um estado A para um estado B, através de um processo, em que a pressão P e o volume V variam conforme o gráfico abaixo.
[Gráfico P × V: o estado A está em (, ) e o estado B em (, ). Um segmento de reta liga A a B, com uma seta apontando de A para B.]
Considere as seguintes afirmações sobre esse processo.
I - A temperatura do gás diminuiu.
II - O gás realizou trabalho positivo.
III- Este processo é adiabático.
Quais estão corretas?
(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e III.
(E) I, II e III.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2013, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar temperatura, trabalho e troca de calor no processo de A para B.
Afirmação I — temperatura. Para um gás ideal, : basta comparar o produto PV.
O produto diminuiu, então a temperatura diminuiu. Correta.
Afirmação II — trabalho. O volume diminuiu (de para ): o gás foi comprimido. O trabalho realizado pelo gás é negativo e vale menos a área do trapézio sob o segmento:
Incorreta.
Afirmação III — adiabático? Numa compressão adiabática, o trabalho feito sobre o gás vira energia interna e ele esquenta. Aqui o gás foi comprimido e esfriou: tem de ter perdido calor. Pela 1ª lei, com ΔU < 0 (a temperatura caiu) e W < 0:
Houve troca de calor (o gás cedeu calor): o processo não é adiabático. Incorreta.
⚠️ A armadilha: julgar a temperatura só pela pressão (“a pressão subiu, então esquentou”). Quem decide é o produto PV — e a pressão dobrou, mas o volume caiu a um terço.
A ideia em uma frase: no P × V, a temperatura acompanha o produto PV, o trabalho é a área (negativa na compressão), e compressão com resfriamento exige perda de calor.
Resposta: alternativa A (apenas I).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.