Unicamp · Física

Questões de Termodinâmica da Unicamp

5 questões oficiais da Unicamp sobre Termodinâmica, de 2020 a 2024, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 4 fáceis, 1 média.

Treine Termodinâmica com 5 questões da Unicamp

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2 questões de Termodinâmica resolvidas

Questão 1 · Unicamp 2021 · Questão 33média

A pressão insuficiente, em excesso ou desigual entre os pneus coloca em risco a segurança na condução e afeta o rendimento do veículo. Pensando nisso, numa manhã fria (10 °C), um motorista efetuou corretamente a calibração dos pneus do seu carro para 29 e 31 psi, seguindo a tabela de calibragem dos pneus no manual do fabricante, como indica a figura a seguir. Ao meio-dia, chegou ao seu destino e, após um período de descanso, carregou o carro com lotação máxima.

Considerando que a temperatura ambiente naquele momento era de 30 °C, o motorista certamente precisaria

Dados: T/K = 273 + t/°C; desconsiderar a variação no volume dos pneus; o sensor de pressão não indica variações menores que 1 psi.

A
encher os pneus dianteiros e traseiros.
B
encher os pneus dianteiros e esvaziar os traseiros.
C
encher apenas os pneus traseiros.
D
encher apenas os pneus dianteiros.

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Gabarito: C

1. O que a tabela pede
Com pouca carga, 29 psi (dianteiros) e 31 psi (traseiros); com lotação máxima, 31 psi (dianteiros) e 37 psi (traseiros). Os valores valem para pneus frios.

2. O aquecimento de 10 °C para 30 °C
Com volume constante, P/T é constante (T em kelvin):
- T₁ = 273 + 10 = 283 K; T₂ = 273 + 30 = 303 K.
- Fator: 303/283 ≈ 1,07.

3. Novas pressões
- Dianteiros: 29 × 1,07 ≈ 31 psi, exatamente o pedido para lotação máxima (a diferença é menor que 1 psi, o sensor não acusa). Não precisa mexer.
- Traseiros: 31 × 1,07 ≈ 33 psi, abaixo dos 37 psi pedidos. Precisa encher.

Resposta: C (encher apenas os pneus traseiros).

Por que as outras atraem: quem esquece o aquecimento acha que os dois eixos estão abaixo do pedido (A); quem usa a temperatura em °C (30/10 = 3) chega a pressões absurdas e acha que deve esvaziar (B).

Dica: em transformação de gás, a temperatura entra sempre em kelvin.

Questão 2 · Unicamp 2020 · Questão 49fácil

Balões de Mylar metalizados são bastante comuns em festas, sendo comercializados em lojas e parques. Ascendem na atmosfera quando preenchidos com gás hélio e só murcham definitivamente se apresentarem algum vazamento. Imagine que um cliente tenha comprado um desses balões e, após sair da loja, retorna para reclamar, dizendo: “não bastasse a noite fria que está lá fora, ainda tenho que voltar para trocar o balão com defeito”. O vendedor da loja, depois de conversar um pouco com o cliente, sugere não trocá-lo e afirma que o balão está

A
como saiu da loja; garante que estará normal na casa do cliente, pois as moléculas do gás irão aumentar de tamanho, voltando ao normal num ambiente mais quente.
B
como saiu da loja; garante que não há vazamento e que o balão estará normal na casa do cliente, considerando que o gás irá se expandir num ambiente mais quente.
C
murcho; propõe enchê-lo com ar, pois o balão é menos permeável ao ar, o que garantirá que ele não irá murchar lá fora e, na casa do cliente, irá se comportar como se estivesse cheio com hélio.
D
murcho; propõe enchê-lo novamente com hélio e garante que o balão não voltará a murchar quando for retirado da loja, mantendo o formato na casa do cliente.

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Gabarito: B

O balão é fechado: a quantidade de hélio dentro dele não muda se não houver vazamento. Na noite fria, o gás esfria e, a pressão praticamente constante, o volume diminui (V proporcional a T, lei de Charles): o balão parece murcho.

Ao voltar para a loja, aquecida, o gás esquenta, se expande e o balão volta ao normal. Por isso o vendedor diz que o balão está como saiu da loja, que não há vazamento e que na casa (também quente) ele estará normal.

Resposta: B

Por que as outras atraem: A explica a expansão pelo aumento do tamanho das moléculas, mas o que aumenta é a distância entre elas (por causa da agitação maior); C e D supõem que o balão murchou por defeito e não resolvem o efeito do frio (com ar, o balão nem subiria).