UFRGS 2016 — questão 12 de Física
Enunciado em texto
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Segundo a Teoria Cinética dos Gases, um gás ideal é constituído de um número enorme de moléculas cujas dimensões são desprezíveis, comparadas às distâncias médias entre elas. As moléculas movem-se continuamente em todas as direções e só há interação quando elas colidem entre si. Nesse modelo de gás ideal, as colisões entre as moléculas são ........, e a energia cinética total das moléculas ........ .
(A) elásticas – aumenta
(B) elásticas – permanece constante
(C) elásticas – diminui
(D) inelásticas – aumenta
(E) inelásticas – diminui
(Enunciado: Concurso Vestibular UFRGS 2016, 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: completar duas hipóteses do modelo do gás ideal.
Lacuna 1 — elásticas. No gás ideal, as moléculas só interagem nas colisões, e essas colisões são perfeitamente elásticas: não há perda de energia cinética para deformação, calor interno etc.
Lacuna 2 — permanece constante. Numa colisão elástica a energia cinética total se conserva. Como as moléculas não interagem fora das colisões (não há energia potencial entre elas), a energia cinética total do gás fica constante enquanto o gás não troca energia com o exterior. É por isso que, nesse modelo, a temperatura é uma medida da energia cinética média das moléculas.
Por que não as outras: colisões inelásticas fariam o gás perder energia cinética espontaneamente e "esfriar sozinho" (alternativa E), o que não acontece com um gás isolado. E colisão elástica não pode aumentar nem diminuir a energia cinética total (A e C).
⚠️ A armadilha: pensar que, como as moléculas trocam velocidade em cada choque, a energia total muda. Cada molécula pode ganhar ou perder energia num choque, mas a soma se conserva.
A ideia em uma frase: no gás ideal as colisões são elásticas, e por isso a energia cinética total das moléculas se conserva.
Resposta: alternativa B (elásticas – permanece 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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