Um sistema fechado recebe Q = 500 J de calor e realiza trabalho W = 200 J. Usando a primeira lei (?U = Q - W)…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um sistema fechado recebe Q = 500 J de calor e realiza trabalho W = 200 J. Usando a primeira lei (?U = Q - W), calcule a variação da energia interna ?U em joules.
- A) ?U = 300 J.
- B) ? = Qh/Qc = 1200/800 = 1,5 ? 150%.
- C) ? = Qh - Qc = 1200 - 800 = 400 J.
- D) ? = Qh - Qc / 1000 = 0,4 ? 40%.
- E) ? = Qc/Qh = 800/1200 = 0,667 ? 66,7%.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O sistema recebe Q = 500 J de calor e realiza trabalho W = 200 J. Pede-se a variação da energia interna, ΔU.
- Aplique a primeira lei da termodinâmica na forma dada: ΔU = Q - W.
- Substitua os valores: ΔU = 500 - 200 = 300 J.
- Conclusão: a alternativa correta é a A, ΔU = 300 J, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as demais estão erradas. A alternativa B calcula uma razão entre calores (1200/800), que não corresponde a ΔU nem à primeira lei. A alternativa C subtrai calores de um motor térmico (1200 - 800), resultado que não tem relação com o sistema descrito. A alternativa D divide uma diferença de calores por 1000 sem justificativa física, e a alternativa E calcula Qc/Qh, uma razão de calores que não responde à pergunta.
- Observação sobre o texto: nas alternativas B a E, o símbolo que aparece como ponto de interrogação provavelmente é a letra grega eta (rendimento), e os valores 1200 e 800 são de um ciclo de máquina térmica que não aparece no enunciado. Esses problemas de formatação não alteram a resolução, porque a questão se resolve apenas com os dados Q e W.
💡 Dica: Aplique a primeira lei da termodinâmica para encontrar ?U.
Alternativa por alternativa
Pela primeira lei da termodinâmica ?U = Q - W = 500 J - 200 J = 300 J; unidades em joules (J).
O aluno calculou a razão entre os calores (Qh/Qc) e a tratou como se fosse a variação de energia ou o rendimento, ignorando a fórmula da primeira lei.
Por que engana: Confundir a aplicação da primeira lei, somando Q e W ao invés de subtrair W de Q.
O aluno subtraiu valores de calor de um ciclo de máquina térmica e aplicou essa diferença ao sistema do enunciado, misturando o conceito de trabalho em ciclo com a variação da energia interna.
O aluno calculou a diferença de calores e a dividiu por 1000 sem nenhuma base física, provavelmente tentando converter unidades de forma arbitrária ou chutando uma fórmula.
O aluno inverteu a razão de rendimento, calculando Qc/Qh, e confundiu uma grandeza de eficiência de máquina térmica com a variação da energia interna.
Raio-X da questão
primeira lei da termodinâmica
avaliacao
primeira lei da termodinâmica
Revisar a primeira lei da termodinâmica e suas aplicações.
Confundir a aplicação da primeira lei, somando Q e W ao invés de subtrair W de Q.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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