Um gás contido em um cilindro com êmbolo móvel recebe energia por aquecimento e, ao mesmo tempo, empurra o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um gás contido em um cilindro com êmbolo móvel recebe energia por aquecimento e, ao mesmo tempo, empurra o êmbolo, realizando trabalho sobre o meio externo. Nessa situação, é correto afirmar que
- A) toda a energia recebida pelo gás transforma-se apenas em trabalho.
- B) a energia interna do gás necessariamente diminui durante o aquecimento.
- C) o aquecimento pode aumentar a energia interna do gás e também permitir que ele realize trabalho.
- D) o trabalho realizado pelo gás impede qualquer variação de temperatura.
- E) se há trabalho, então não houve transferência de energia por calor.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Analise o cenário descrito: o gás recebe calor (energia por aquecimento) e, ao mesmo tempo, realiza trabalho ao empurrar o êmbolo. Pela primeira lei da termodinâmica, a variação da energia interna é igual ao calor recebido menos o trabalho realizado pelo gás (ΔU = Q - τ).
- Como o gás recebe calor (Q positivo) e também realiza trabalho (τ positivo), a variação da energia interna ΔU pode ser positiva, negativa ou nula, dependendo da relação entre Q e τ. Em particular, se Q for maior que τ, a energia interna aumenta, e o gás ainda realiza trabalho. Isso torna a alternativa C correta: o aquecimento pode aumentar a energia interna e, ao mesmo tempo, permitir que o gás realize trabalho.
- Alternativa A está errada, pois parte da energia recebida pode aumentar a energia interna do gás; não se transforma apenas em trabalho.
- Alternativa B está errada, pois a energia interna não diminui necessariamente; ela pode aumentar, diminuir ou permanecer constante.
- Alternativa D está errada, pois realizar trabalho não impede variação de temperatura; ao contrário, a temperatura pode subir mesmo com trabalho sendo realizado.
- Alternativa E está errada, pois trabalho e transferência de calor podem ocorrer simultaneamente, como descrito no enunciado.
- Conclusão: o gabarito oficial C está correto, de acordo com a análise feita independentemente.
💡 Dica: Analise a relação entre energia interna, trabalho e calor no gás.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que toda energia recebida como calor vira trabalho, esquecendo que parte dela pode ficar armazenada como energia interna do gás.
Por que engana: Confundir a energia recebida pelo gás como sendo totalmente convertida em trabalho, ignorando a variação da energia interna.
O aluno associa aquecimento a queda de energia interna, ou acredita que, ao realizar trabalho, a energia interna sempre diminui, sem considerar o calor recebido.
Correta, pois isso expressa qualitativamente a Primeira Lei da Termodinâmica.
O aluno interpreta que o gás que realiza trabalho fica impedido de mudar de temperatura, confundindo trabalho com ausência de variação térmica.
O aluno acredita que trabalho e calor são mutuamente exclusivos, quando na verdade ambos podem ocorrer simultaneamente em uma mesma transformação.
Raio-X da questão
energia interna, trabalho, calor
diagnostico
primeira lei da termodinâmica · energia interna de gases
Estude a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
Confundir a energia recebida pelo gás como sendo totalmente convertida em trabalho, ignorando a variação da energia interna.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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