UFPR 2018
Em Termodinâmica, estudamos processos importantes que fazem parte de ciclos utilizados em máquinas térmicas, alguns dos quais de grande relevância tecnológica, além de científica. Com relação ao que ocorre com um gás ideal, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) Em todo processo isovolumétrico, também chamado de isocórico, o trabalho realizado pelo gás é nulo.
( ) Em todo processo adiabático, a energia interna do gás é constante.
( ) Em todo processo isobárico, não há trocas de calor entre o gás e o meio externo.
( ) Em todo processo isotérmico, a temperatura do gás aumenta quando há realização de trabalho sobre ele.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
V – V – V – V.
F – V – F – F.
F – V – F – V.
F – F – V – F.
V – F – F – F.
Resolução
Solução passo a passo
- Processo isovolumétrico (isocórico)
O trabalho realizado por um gás ideal é dado por \(W=\int P\,dV\). Se o volume não varia (\(dV = 0\)), o trabalho é nulo. Verdadeiro. - Processo adiabático
Nesse processo, não há trocas de calor: \(Q = 0\). A 1ª Lei da Termodinâmica diz \(\Delta U = Q - W = -W\). Se o gás realiza ou recebe trabalho, sua energia interna muda (\(\Delta U \neq 0\)). Falso. - Processo isobárico
Isobárico significa pressão constante, não ausência de calor. Geralmente há troca de calor para manter a pressão constante enquanto o volume varia. Falso. - Processo isotérmico
Isotérmico significa temperatura constante. Portanto, a temperatura não aumenta nem diminui, mesmo que se realize trabalho sobre o gás. Falso.
Sequência correta: V – F – F – F.
Alternativa correta: E
Dicas
Erros Comuns
Revisão de conceitos
- Trabalho em gases ideais: \(W = \int P\,dV\). Se \(\Delta V = 0\), então \(W = 0\).
- 1ª Lei da Termodinâmica: \(\Delta U = Q - W\).
- Processos especiais
- Isovolumétrico (isocórico): \(\Delta V = 0 \Rightarrow W = 0\).
- Adiabático: \(Q = 0\) ⇒ \(\Delta U = -W\).
- Isobárico: \(P = \text{constante}\); calor pode ser trocado para manter a pressão.
- Isotérmico: \(T = \text{constante}\); toda energia trocada como calor é convertida em trabalho (\(Q = W\)).
