Questão 31 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Engenharia e arquitetura
Um gás monoatômico ideal passa por um processo isobárico a 100 N/m2 e sofre uma redução de volume de 0,20 m3.
A variação da energia interna nesse processo é de:
- A) -20 J;
- B) -30 J;
- C) -40 J;
- D) -50 J;
- E) -60 J.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: B
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (PC/RJ 2021).
Comentário
Gabarito: B.
Processo isobárico com P = 100 N/m² e redução de volume de 0,20 m³, logo ΔV = -0,20 m³.
- Trabalho realizado pelo gás: W = P·ΔV = 100 × (-0,20) = -20 J.
- Para gás ideal monoatômico, U = (3/2)·nRT = (3/2)·PV. Com pressão constante, ΔU = (3/2)·P·ΔV.
- ΔU = 1,5 × (-20) = -30 J.
Por que as demais estão erradas:
- A (-20 J): é apenas o trabalho P·ΔV, e não a variação de energia interna (falta o fator 3/2).
- C (-40 J): exigiria o fator 2 sobre P·ΔV; o fator do gás monoatômico é 3/2, que dá -30 J.
- D (-50 J): corresponde ao fator 5/2 (-20 × 2,5), que é o de um gás diatômico, não de um monoatômico.
- E (-60 J): exigiria o fator 3 sobre P·ΔV; o valor correto é 1,5 × (-20) = -30 J.
Dica: em um processo isobárico, ΔU = (f/2)·P·ΔV, com f = 3 para gás monoatômico e f = 5 para diatômico. Não confunda ΔU com o trabalho W.
Fundamentos: Primeira lei da termodinâmica · Trabalho em processo isobárico: W = P·ΔV · Energia interna de gás monoatômico ideal: ΔU = (3/2)nRΔT
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova FGV PC/RJ 2021 (Engenharia Mecânica), questão 31, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.