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Questão 93 (CFS 2) da EEAR 2024

CFS 2 · Física: Gases ideais e transformações gasosas

– Uma amostra de gás ideal sofre uma transformação termodinâmica representada no gráfico do volume (V) em função do inverso da pressão (1/P), conforme o gráfico a seguir.

Assinale a alternativa que indica corretamente a transformação termodinâmica pela qual passou essa amostra de gás.

Gráfico cartesiano do volume V em função de 1/P, mostrando um segmento de reta diagonal crescente.

  1. A
    isovolumétrica
  2. B
    isotérmica
  3. C
    adiabática
  4. D
    isobárica
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Resolução comentada

Para um gás ideal vale a equação de Clapeyron:

PV = nRT

Isolando o volume, para relacioná-lo com o inverso da pressão:

V = nRT\cdot\frac{1}{P}

Essa expressão tem a forma y = a\,x, com y = V e x = 1/P. O gráfico de V em função de 1/P é uma reta quando o coeficiente a = nRT é constante, ou seja, quando n e T não mudam.

O gráfico mostra um segmento de reta crescente. Ele é uma reta, e não uma curva. Isso indica que nRT é constante, e com n fixo (amostra de gás) a temperatura T é constante. Isso é uma transformação isotérmica (lei de Boyle: PV constante).

Conferindo as outras opções:

  1. Isovolumétrica: V constante daria uma reta horizontal no gráfico.
  2. Isobárica: P constante significa 1/P constante, o que daria uma reta vertical.
  3. Adiabática: PV^\gamma constante, o que não gera uma reta nesse gráfico.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIsovolumétrica teria V constante, ou seja, uma reta horizontal no gráfico.
  • CNa adiabática PV^γ é constante, e V não seria proporcional a 1/P (não daria reta por esse gráfico).
  • DIsobárica teria 1/P constante, resultando em uma reta vertical.

Assunto: Gases ideais e transformações gasosas.

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Fonte: EEAR 2024 · CFS 2. Prova oficial ↗