FIP-Moc Saúde 2015/2
Nessa compressão adiabática, verifica-se que o ar na bomba:
recebe calor.
se aquece.
se resfria.
aumenta de volume.
diminui sua pressão.
Resolução
Durante o enchimento do pneu, o ciclista empurra o êmbolo da bomba diminuindo rapidamente o volume do ar em seu interior. O processo é suficientemente rápido para que praticamente não haja troca de calor com o meio externo – trata-se, portanto, de uma compressão adiabática.
Para um gás ideal num processo adiabático, a primeira lei da Termodinâmica simplifica-se a
\[\Delta U = W\]
onde W é o trabalho realizado sobre o gás (negativo na convenção física). Como se está comprimindo o gás, realiza-se trabalho positivo sobre ele, aumentando sua energia interna \(\Delta U > 0\). Para um gás ideal, a energia interna depende apenas da temperatura, logo:
\[\Delta U > 0 \;\;\Rightarrow\;\; \Delta T > 0\]
Ou seja, a temperatura do ar dentro da bomba aumenta; o ar se aquece, o que pode ser percebido ao tocar o corpo metálico da bomba após várias bombadas.
Portanto, a alternativa correta é:
B) o ar se aquece.
Dicas
Erros Comuns
- Compressão Adiabática: processo rápido em que não há tempo para troca de calor (\(Q = 0\)).
- Primeira Lei da Termodinâmica: \(\Delta U = Q + W\). Se \(Q = 0\), então \(\Delta U = W\).
- Energia interna de gás ideal: depende apenas da temperatura. Trabalho positivo realizado sobre o gás eleva \(U\) e, consequentemente, a temperatura.
