Para se calibrar o pneu do carro num posto de serviços, a recomendação é colocar cerca 30 PSI, sigla em inglês para a unidade de pressão “libra-força por polegada quadrada”. Para o pneu de um avião, que é preenchido com nitrogênio puro em vez de ar, a regulagem recomendada é cerca de 200 PSI à temperatura ambiente de 300 K. No entanto, no momento do pouso, essa pressão interna pode aumentar significativamente, como consequência do calor gerado pelo impacto e atrito com o solo e pela ação dos freios, com a temperatura podendo atingir 1 200 K.
(www.uol.com.br. Adaptado.)
Supondo que o volume do pneu não se altere, a pressão interna de nitrogênio no pneu durante o pouso pode atingir o valor de
A
1 000 PSI.
B
300 PSI.
C
600 PSI.
D
500 PSI.
E
800 PSI.
Ver gabarito e resolução
Gabarito: E
Com o volume constante (transformação isocórica), a pressão do gás é proporcional à temperatura absoluta:
p1/T1 = p2/T2
200/300 = p2/1 200
p2 = 200 × 1 200 ÷ 300 = 200 × 4 = 800 PSI
A temperatura quadruplicou (de 300 K para 1 200 K), então a pressão também quadruplicou.
Resposta: E
Por que as outras atraem: quem usa a variação de temperatura (900 K) no lugar da temperatura final faz 200 × 900 ÷ 300 = 600 PSI (C); quem usa graus Celsius, ou só soma a variação, erra a proporção.
Dica: nas leis dos gases, a temperatura tem de estar em kelvin, e a unidade de pressão pode ficar a mesma dos dois lados.
Questão 2 · Unesp 2016 · Questão 80fácil
Monte Fuji
(www.japanican.com)
O topo da montanha é gelado porque o ar quente da base da montanha, regiões baixas, vai esfriando à medida que sobe. Ao subir, o ar quente fica sujeito a pressões menores, o que o leva a se expandir rapidamente e, em seguida, a se resfriar, tornando a atmosfera no topo da montanha mais fria que a base. Além disso, o principal aquecedor da atmosfera é a própria superfície da Terra. Ao absorver energia radiante emitida pelo Sol, ela esquenta e emite ondas eletromagnéticas aquecendo o ar ao seu redor. E os raios solares que atingem as regiões altas das montanhas incidem em superfícies que absorvem quantidades menores de radiação, por serem inclinadas em comparação com as superfícies horizontais das regiões baixas. Em grandes altitudes, a quantidade de energia absorvida não é suficiente para aquecer o ar ao seu redor.
(http://super.abril.com.br. Adaptado.)
Segundo o texto e conhecimentos de física, o topo da montanha é mais frio que a base devido
A
à expansão adiabática sofrida pelo ar quando sobe e ao fato de o ar ser um bom condutor de calor, não retendo energia térmica e esfriando.
B
à expansão adiabática sofrida pelo ar quando sobe e à pouca irradiação recebida da superfície montanhosa próxima a ele.
C
à redução da pressão atmosférica com a altitude e ao fato de as superfícies inclinadas das montanhas impedirem a circulação do ar ao seu redor, esfriando-o.
D
à transformação isocórica pela qual passa o ar que sobe e à pouca irradiação recebida da superfície montanhosa próxima a ele.
E
à expansão isotérmica sofrida pelo ar quando sobe e à ausência do fenômeno da convecção que aqueceria o ar.
Ver gabarito e resolução
Gabarito: B
O texto dá duas razões para o topo ser frio:
1. O ar que sobe encontra pressões menores, se expande rapidamente e esfria. Expansão rápida, sem tempo de trocar calor com o meio, é expansão adiabática: o gás realiza trabalho às custas da energia interna, e a temperatura cai. 2. O ar é aquecido principalmente pela radiação emitida pela superfície. No alto, as encostas inclinadas absorvem pouca energia solar e, por isso, irradiam pouco para o ar próximo.
Resposta: B
Por que as outras atraem: (A) o ar é mau condutor de calor; (D) isocórica é a volume constante, mas o ar se expande; (E) na expansão isotérmica a temperatura não muda; (C) inventa um bloqueio da circulação do ar.
Dica: "expande rapidamente e esfria" = adiabática.
