PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 62 (CFS 1) da EEAR 2027

CFS 1 · Física: Primeira lei da termodinâmica

– Um gás perfeito possui temperatura constante de 27\text{ }^\text{o}\text{C}. Desprezando possíveis trocas de calor e admitindo que a energia interna do gás é de 5\text{ kJ}, assinale a alternativa que indica o valor aproximado do número de mols que este gás possui. Despreze o volume onde o gás está contido. Considere a pressão e volume constantes.

Adote \text{R} = 8{,}31\text{ J/mol.K}

  1. A
    1
  2. B
    0,1
  3. C
    1,3
  4. D
    0,02
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

A energia interna de um gás perfeito depende só da temperatura e do número de mols. Para um gás monoatômico, que é o caso usual quando o enunciado não diz o contrário, vale:

U = \frac{3}{2}\,n\,R\,T

Passos:

  1. Converter a temperatura para kelvin: T = 27 + 273 = 300\ \text{K}.
  2. Converter a energia: U = 5\ \text{kJ} = 5000\ \text{J}.
  3. Isolar n:
n = \frac{2U}{3RT} = \frac{2\cdot 5000}{3\cdot 8{,}31\cdot 300}
  1. Calcular o denominador: 3\cdot 8{,}31\cdot 300 = 7479.
  2. Então:
n = \frac{10000}{7479} \approx 1{,}34\ \text{mol}

O valor mais próximo é 1{,}3 mol.

Os dados de troca de calor, pressão e volume constantes não mudam a conta, porque a energia interna só depende de n e T.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AArredonda demais ou usa U = nRT (sem o fator 3/2), o que dá cerca de 2 mol, e não 1.
  • BErra a conversão de unidades ou de potência de dez (kJ para J), resultando num valor dez vezes menor.
  • DUsa 5 J no lugar de 5 kJ, ou erra muito a ordem de grandeza, e o valor fica muito pequeno.

Assuntos: Primeira lei da termodinâmica, Gases ideais e transformações gasosas.

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Fonte: EEAR 2027 · CFS 1. Prova oficial ↗