Novamente a questão de Termodinâmica do Enem 2014

8 de dezembro, 2014 às 10:24 | Postado em Questões do ENEM, vestibulares, concursos, Teoria Cinética dos Gases

Professor Lang, eu reparei que já foi comentada a questão 75 do enem 2014 aqui, aquela que faz referencia a um sistema de pistão, eu pensei na seguinte solução, gostaria de ver sua opinião sobre ela. Analisando a questão pela primeira lei da termodinamica, o gas M, sofreu para uma mesma quantidade de calor, uma maior variaçao de altura, portanto uma maior variaçao de volume e portando maior trabalho. Se ele realizou maior trabalho, então deve-se ter diminuindo mais sua energia interna, consequentemente, diminuido mais sua temperatura. Logo se ele sofreu maior variaçao de temperatura, deve ter menor capacidade calorifica. E ainda nessa questão, eu vi uma resolução na internet, que diz que a variaçao da energia interna é calculada como a capacidade calorifica vezes a variaçao de temperatura, existe de fato essa equação?

Para que a questão sejá solúvel diversas suposições adicionais, não explicitadas no comando da questão, devem ser feitas. Admitindo-se tudo o que coloquei em Questão 75 da Prova de Ciências da Natureza do ENEM 2014 (caderno amarelo) posso responder ao teu questionamento.

Do gráfico se infere que para uma mesma quantidade de calor absorvida pelas duas amostras gasosas, as varaições de temperatura serão diferentes. Como ambas se expandem isobaricamente, para a mesma quantidade de calor absorvido, mudam de forma diferente sua energia interna e realizam diferentes trabalhos.  Apenas a Primeira Lei da Termodinâmica não é suficiente para esta discussão pois também temos que conhecer como se comporta um Gás Ideal.

O que interessa de fato é que, por definição, a capacidade calorífica (ou térmica) é a razão entre a quantidade de calor trocada pela variação da temperatura. Se a mesma quantidade de calor trocada repercute em diferentes variações de temperatura, então a amostra que apresentar a maior variação da temperatura, terá a menor capacidade térmica.

A propósito, capacidade térmica de um gás somente é igual à variação da sua energia interna se não houver troca de trabalho com a vizinhança  e isto decorre da Primeira Lei da Termodinâmica. Portanto o que viste na internet está errado para a transformação proposta na questão e somente vale em uma transformação isométrica.

Um comentário adicional: Esta questão também NÃO é uma questão de “Física do cotidiano” como alguns enemsistas gostariam que fosse!

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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