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Questão de Física — FGV SECAD-TO Edital 01 2023 (nº 31)

5 moles de oxigênio estão em equilíbrio termodinâmico, contidos em um recipiente que possui um êmbolo que pode deslizar em seu interior com atrito desprezível.
Fornece-se ao gás uma quantidade de calor igual a 150 cal muito lentamente, de modo que sua expansão pode ser considerada isobárica.
Ao atingir o novo estado de equilíbrio termodinâmico, verifica-se que a temperatura do gás sofreu um acréscimo de 5ºC.

Figura da questão de Física

Considere o oxigênio como um gás ideal e a constante universal dos gases R = 2,0cal/mol.K.
A variação de energia interna do oxigênio durante essa expansão foi de

A50cal.
B100cal.
C150cal.
D200cal.
E250cal.

Resposta comentada

Gabarito Alternativa B

(A) Incorreta: 50 cal é o trabalho da expansão, não $\Delta U$ .
(B) Correta: $W=nR\Delta T=5\times2\times5=50$ cal; $\Delta U=Q-W=150-50=100$ cal.
(C) Incorreta: 150 cal ignoraria o trabalho realizado na expansão.
(D) Incorreta: 200 cal soma o trabalho em vez de subtraí-lo.
(E) Incorreta: 250 cal não corresponde ao balanço da 1ª lei.

Fonte: FGV SECAD-TO Edital 01 2023 Física (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.

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