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Famerp · Física

Questões de Termodinâmica da Famerp

4 questões oficiais da Famerp sobre Termodinâmica, de 2018 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 2 médias.

Treine Termodinâmica com 4 questões da Famerp

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2 questões de Termodinâmica resolvidas

Questão 1 · Famerp 2020 · Questão 65média

A oxigenoterapia hiperbárica é uma modalidade terapêutica na qual o paciente respira oxigênio puro (100%), enquanto é submetido a uma pressão cerca de 2 a 3 vezes a pressão atmosférica ao nível do mar, no interior de uma câmara hiperbárica. Essa terapia provoca um aumento espetacular na quantidade de oxigênio transportado pelo sangue, na ordem de 20 vezes o volume que circula em indivíduos que estão respirando ar ao nível do mar, o que produzirá no paciente uma série de efeitos de interesse terapêutico.

A câmara hiperbárica consiste em um equipamento médico fechado, resistente à pressão, geralmente de formato cilíndrico, construído de aço ou acrílico e que pode ser pressurizado com ar comprimido ou oxigênio puro.

(https://sbmh.com.br. Adaptado.)

Considere que o ar se comporta como um gás ideal, que o ar no interior da câmara hiperbárica esteja à pressão atmosférica, que o volume da câmara hiperbárica não se altere e que a temperatura no seu interior não varie. O número de mols de ar que devem ser injetados na câmara, em relação à quantidade existente inicialmente (n0), para produzir no interior da câmara uma pressão igual a 2,8 vezes a pressão atmosférica é

  1. A

    1,8n0.

  2. B

    3,8n0.

  3. C

    1,4n0.

  4. D

    0,9n0.

  5. E

    2,4n0.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: A

Com volume e temperatura constantes, a equação dos gases ideais (p · V = n · R · T) mostra que a pressão é proporcional ao número de mols.

1. Mols necessários para 2,8 atm

Com n0 mols a pressão é 1 atm; para 2,8 atm, a câmara precisa ter 2,8n0 mols.

2. Mols injetados

2,8n0 − n0 = 1,8n0

Resposta: A

Por que as outras atraem: quem para no primeiro passo marca 2,8n0, que não está entre as opções, ou soma em vez de subtrair (3,8n0, B). A pergunta é quanto injetar, não quanto fica dentro.

Dica: leia se a questão pede o total final ou o acréscimo.

Questão 2 · Famerp 2018 · Questão 66média

Certa massa de gás ideal sofre a transformação cíclica 1-2-3-4-5-1 representada no diagrama de pressão (P) e volume (V).

Imagem da questão

O trecho em que a força exercida pelo gás realiza o maior trabalho é

  1. A

    2-3.

  2. B

    4-5.

  3. C

    3-4.

  4. D

    1-2.

  5. E

    5-1.

Ver gabarito e resolução

Gabarito: D

O trabalho em cada trecho é a área sob a curva no diagrama P × V; ele é positivo na expansão (V aumenta) e negativo na compressão. Contando as divisões do gráfico (P em unidades de 1 a 5, V de 1 a 5):

  • 1-2: P = 5, V de 1 a 4 → 5 × 3 = 15 unidades (expansão)
  • 2-3: trapézio (5 + 2) ÷ 2 × 1 = 3,5 (expansão)
  • 3-4: compressão, área 2 × 2 = 4 (trabalho negativo)
  • 4-5: compressão, área (2 + 3) ÷ 2 × 2 = 5 (trabalho negativo)
  • 5-1: volume constante → trabalho nulo

O maior trabalho realizado pelo gás está em 1-2.

Resposta: D

Dica: num diagrama P × V, trecho vertical tem trabalho zero; e o trabalho de um ciclo inteiro é a área interna.