Questão de Física — Estática e Hidrostática — CESPE / CEBRASPE 2023
Física›Estática e Hidrostática
Código
ce162549
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
TBG
Ano
2023
Nível
Superior
Cargo
Engenheiro Júnior – Ênfase: Operações
Tendo como referência a figura precedente, que representa um recipiente fechado e isolado termicamente, julgue o item a seguir.No processo de expansão do gás ideal em razão do rompimento da membrana, que ocorre dentro de um recipiente rígido, fechado e isolado termicamente, a temperatura do gás diminui.
CCerto
EErrado
Revelar gabarito e comentário▾
GabaritoE — Errado
Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.
Expansão Livre de Gás Ideal
Gabarito: Errado (alternativa E). Em uma expansão livre no vácuo, dentro de um recipiente rígido e isolado termicamente, a temperatura de um gás ideal permanece constante, não diminui. Isso decorre da Primeira Lei da Termodinâmica: como não há troca de calor (isolamento térmico) e o gás não realiza trabalho (expande-se contra o vácuo), a variação da energia interna é nula, e para um gás ideal a energia interna depende apenas da temperatura, logo a temperatura não se altera.
A figura mostra um recipiente fechado e isolado, com uma membrana separando o gás ideal do vácuo. Ao romper a membrana, o gás se expande para ocupar todo o volume disponível. Esse processo é uma expansão livre, classicamente analisada no estudo da termodinâmica.
NÃO CAIA NESSA!
A intuição cotidiana pode sugerir que uma expansão resfria o gás (como em uma expansão adiabática com trabalho, ex.: ao abrir uma garrafa de refrigerante). Porém, na expansão livre não há realização de trabalho, pois o gás não empurra nenhuma parede móvel – ele apenas preenche o vácuo. Assim, a temperatura permanece inalterada.
Alternativa C — ❌ Incorreta
Afirma que a temperatura do gás diminui. Na expansão livre de um gás ideal, não há variação de temperatura, pois o processo é adiabático (Q = 0) e sem realização de trabalho (W = 0). Pela Primeira Lei, ΔU = Q – W = 0, e como a energia interna de um gás ideal é função exclusiva da temperatura, ΔT = 0.
Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO
A afirmação de que a temperatura diminui é falsa. O processo descrito é uma expansão livre adiabática de um gás ideal, em que a temperatura final é igual à inicial.