Questão de Física — Física Térmica - Termologia — CESPE / CEBRASPE 2025

Hidráulica e Gás Ideal

Gabarito oficial: letra C (maior ou igual a 9 e menor que 13). A resolução completa depende dos valores do desnível h, do volume V_gás e da temperatura T_gás, que estão na figura original. A seguir, descreve-se o raciocínio para se chegar ao resultado.

Método de resolução

1. Equilíbrio hidrostático: A diferença de pressão entre o gás e o lado esquerdo (onde está o peso) é dada por:

   $\Delta p = \rho g h$

   onde $\rho = 1,0\,\text{g/cm}^3 = 1000\,\text{kg/m}^3$, $g \approx 10\,\text{m/s}^2$, e $h$ é o desnível (lido na figura). A pressão no lado esquerdo é a pressão atmosférica somada à pressão devida ao peso: $p_{\text{esq}} = p_{\text{atm}} + W/A$, com $W = 200\,\text{N}$ e $A = 1,0\,\text{m}^2$, resultando em $W/A = 200\,\text{Pa}$. Se o nível da água no lado do gás for mais baixo (indicando maior pressão), então $p_{\text{gás}} = p_{\text{esq}} + \rho g h$; se for mais alto, $p_{\text{gás}} = p_{\text{esq}} - \rho g h$ (o sinal depende da figura).

1. Lei dos gases ideais: O número de mols é dado por:

   $n = \frac{p_{\text{gás}} V_{\text{gás}}}{R T_{\text{gás}}}$

   com $R = 8,3\,\text{J/(mol·K)}$ e $T_{\text{gás}}$ em Kelvin (fornecido na figura, possivelmente em °C convertido usando 273 K = 0 °C).

1. Substituição dos dados da figura: Com $h$, $V_{\text{gás}}$ e $T_{\text{gás}}$ obtidos, calcula-se $n$ e verifica-se em qual faixa (A–E) ele se encaixa. O gabarito oficial indica que o resultado está entre 9 e 13 mols.

Conclusão

Sem os dados explícitos de $h$, $V_{\text{gás}}$ e $T_{\text{gás}}$, não é possível reproduzir o cálculo. O método acima é o correto; na prova, os valores estariam na figura. Portanto, a alternativa correta é a letra C.

Gabarito: letra C