Uma máquina térmica recebe 800 J de calor. Se realiza 200 J de trabalho, qual é a variação de energia interna…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma máquina térmica recebe 800 J de calor. Se realiza 200 J de trabalho, qual é a variação de energia interna da máquina?
- A) 600 J
- B) 800 J
- C) 200 J
- D) 400 J
- E) 1000 J
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O calor recebido é Q = 800 J e o trabalho realizado pela máquina é τ = 200 J. Pede-se a variação de energia interna, ΔU.
- Aplique a primeira lei da termodinâmica na forma ΔU = Q - τ, usando a convenção de que o calor recebido é positivo e o trabalho realizado pelo sistema é positivo.
- Substitua os valores: ΔU = 800 J - 200 J = 600 J.
- Conclusão: a alternativa correta é a A (600 J), que coincide com o gabarito oficial. A parte da energia recebida que não foi convertida em trabalho é o que fica armazenada como energia interna.
- Por que as outras estão erradas: a B (800 J) ignora o trabalho realizado e considera que toda a energia recebida permanece no sistema; a C (200 J) confunde a variação de energia interna com o próprio trabalho; a D (400 J) resulta de uma subtração incorreta, como 800 - 2 x 200; a E (1000 J) soma calor e trabalho, desrespeitando a convenção de sinais da primeira lei.
💡 Dica: Aplique a primeira lei da termodinâmica.
Alternativa por alternativa
?U = 800 J - 200 J = 600 J.
O aluno entende que toda a energia recebida como calor se converte em energia interna, esquecendo que parte dela sai do sistema como trabalho.
O aluno toma o valor do trabalho como se fosse a variação de energia interna, sem combinar o calor recebido com o trabalho realizado.
O aluno faz a conta de forma incorreta, como 800 - 2 x 200 ou divide o calor ao meio, em vez de aplicar Q - τ diretamente.
Por que engana: Confundir a energia recebida com o trabalho realizado, somando em vez de subtrair para encontrar a variacao de energia interna.
O aluno soma o trabalho ao calor recebido (800 + 200), ignorando que o trabalho realizado pelo sistema deve ser subtraído na primeira lei.
Raio-X da questão
máquina térmica
avaliacao
primeira lei da termodinamica · conservacao de energia
Revisar a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
Confundir a energia recebida com o trabalho realizado, somando em vez de subtrair para encontrar a variacao de energia interna.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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