Q8-2011-Física


A prova original, assim como seu gabarito oficial, se encontram aqui.

Enunciado

Um professor realizou com seus alunos o seguinte experimento para observar fenômenos térmicos:
– colocou, inicialmente, uma quantidade de gás ideal em um recipiente adiabático;
– comprimiu isotermicamente o gás à temperatura de 27 oC, até a pressão de 2,0 atm;
– liberou, em seguida, a metade do gás do recipiente;
– verificou, mantendo o volume constante, a nova temperatura de equilíbrio, igual a 7 oC.

Calcule a pressão do gás no recipiente ao final do experimento.

Resolução:

Após a compressão isotérmica a equação dos gases dá:

P.V = n.R.T => 2.V=n.R.300 (1)

Após liberar metade do gás:

P2.V = (n/2).R. T2 => p2.V = (n/2).R.280 (2)

Dividindo (2) por (1) teremos P2 = 280/300 = 0,93 atm

Essa é uma questão, fisicamente, com problemas:

  • Experiência em sala de aula com um “gás ideal” só se for uma experiência de pensamento
  • Se o recipiente era adiabático e a compressão isotérmica, como o gás perdeu calor para a temperatura não mudar? A compressão realiza trabalho sobre o gás (fornece energia!)
  • Quem me chamou a atenção para os problemas físicos desse enunciado foi o Prof. Carlos Fred nesta discussão sobre a questão no facebook.

Comentário:

Questão de média dificuldade, pois as informações do enunciado devem ser utilizadas e deve-se escolher uma operação matemática que elimine os valores desconhecidos. O candidato deve ainda abstrair os problemas físicos da questão.