Questão de Física — Física Térmica - Termologia — CESPE / CEBRASPE 2026

Primeira Lei da Termodinâmica

Gabarito: letra B. A variação da energia interna de um sistema é igual ao calor trocado menos o trabalho realizado, conforme a Primeira Lei da Termodinâmica (princípio da conservação da energia). Essa relação é expressa por $\Delta U = Q - W$, onde $Q$ é o calor trocado e $W$ é o trabalho realizado pelo sistema.

A Primeira Lei da Termodinâmica é uma aplicação do princípio da conservação da energia a sistemas termodinâmicos. Ela estabelece que a energia total de um sistema isolado é constante; a energia pode ser transferida entre o sistema e sua vizinhança na forma de calor ou trabalho, mas não pode ser criada nem destruída. A variação da energia interna ($\Delta U$) reflete exatamente o balanço entre essas duas formas de transferência de energia.

A fórmula $\Delta U = Q - W$ adota a convenção de que $Q > 0$ quando o sistema recebe calor e $W > 0$ quando o sistema realiza trabalho sobre a vizinhança. Essa convenção é a mais comum em livros de física, mas é importante notar que algumas áreas (como engenharia) usam a convenção oposta para o trabalho, escrevendo $\Delta U = Q + W$. A banca, no entanto, segue a convenção clássica da física, em que o trabalho realizado pelo sistema é subtraído.

A pegadinha clássica desta questão é inverter o sinal do trabalho: trocar "menos" por "mais". O candidato que confunde a convenção de sinais ou que decora a fórmula de forma incorreta acaba marcando a alternativa C. Para evitar esse erro, lembre-se sempre do significado físico: quando o sistema realiza trabalho, ele gasta energia, então essa energia deve ser subtraída da variação da energia interna.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A variação da energia interna não é a soma entre pressão e volume. Pressão e volume são variáveis de estado que, juntas, definem o trabalho realizado em uma transformação isobárica ($W = P\Delta V$), mas não representam diretamente a variação da energia interna. A alternativa confunde grandezas de estado com a transferência de energia.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta é a expressão correta da Primeira Lei da Termodinâmica: $\Delta U = Q - W$. O calor trocado ($Q$) e o trabalho realizado ($W$) são as duas formas de transferência de energia que alteram a energia interna do sistema. A alternativa espelha exatamente a fórmula e a convenção de sinais adotada pela física.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Aqui está a pegadinha: troca-se o sinal do trabalho. A fórmula correta é $\Delta U = Q - W$, não $Q + W$. Essa alternativa confunde a convenção de sinais, levando o aluno a marcar uma expressão que não corresponde à Primeira Lei. Se o sistema realiza trabalho, ele perde energia, então o trabalho deve ser subtraído.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A variação da energia interna não depende apenas do calor trocado. O trabalho também influencia. Em uma transformação adiabática, por exemplo, não há troca de calor ($Q = 0$), mas a energia interna varia devido ao trabalho realizado. A alternativa ignora o papel do trabalho na variação da energia interna.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Assim como a alternativa D, esta ignora o calor. Em uma transformação isocórica (volume constante), não há trabalho ($W = 0$), mas a energia interna varia devido ao calor trocado. A alternativa desconsidera o calor como forma de transferência de energia.

Gabarito: letra B