USCS 2025 — questão 38 de Física
Enunciado em texto
Certa quantidade de um gás ideal sofre uma transformação do estado inicial A para o estado final B. O gráfico mostra como a pressão p varia com o volume V durante essa transformação.
[Gráfico: pressão p (atm) em função do volume V (). O ponto A está em V = 2 e p = 5; o ponto B, em V = 5 e p = 2. Uma curva vermelha desce de A até B, caindo rápido no começo e mais devagar perto de B (formato de hipérbole). Linhas tracejadas ligam A e B aos eixos.]
Nessas condições, o gás sofre uma
(A) expansão adiabática.
(B) expansão isotérmica.
(C) compressão isotérmica.
(D) expansão isocórica.
(E) compressão adiabática.
(Enunciado e figura: Vestibular USCS 2025, Medicina, Prova II — USCS/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Municipal de São Caetano do Sul (USCS) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: classificar a transformação de A para B: se é expansão ou compressão, e de que tipo.
Passo 1 — expansão ou compressão? O volume vai de 2 m³ para 5 m³: aumentou. É uma expansão. Isso já elimina (C) e (E). E como o volume muda, não é isocórica: sai a (D).
Passo 2 — a temperatura. Pela equação dos gases ideais, ; com a mesma quantidade de gás, T é proporcional ao produto pV:
O produto pV é o mesmo nos dois estados, então . E a curva que liga A a B tem a forma de hipérbole, : é a isoterma.
Por que não a adiabática (A): numa expansão adiabática o gás realiza trabalho sem receber calor, gasta energia interna e esfria. Então, partindo de A e chegando a V = 5 m³, a pressão final teria de ser menor que 2 atm (pV final menor que 10). Como pV ficou igual, não foi adiabática.
⚠️ A armadilha: ver uma curva descendo e pensar logo em “adiabática”. A adiabática também é uma curva que desce, só que mais íngreme que a isoterma. O que decide é comparar pV no início e no fim.
A ideia em uma frase: se pV é igual no início e no fim e a curva é uma hipérbole, a temperatura não mudou: isotérmica; e volume aumentando é expansão.
Resposta: alternativa B (expansão isotérmica).
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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