Enem 2014 - Questão 75 comentada
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico.
Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.
A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar
a) maior pressão de vapor.
b) menor massa molecular.
c) maior compressibilidade.
d) menor energia de ativação.
e) menor capacidade calorífica.
Resolução:
De acordo com a Equação de Clapeyron, temos:
A pressão sobre o gás é mantida constante e, portanto:
Para a mesma quantidade de calor fornecida, de acordo com o gráfico dado, o valor de Δh é maior para o gás M e, portanto, o gás M atingiu maior temperatura.
De acordo com a relação Q = C.ΔT, em que C representa a capacidade calorífica do gás, concluímos que, para o mesmo Q, um valor maior de ΔT implica menor valor de C.
* Entretanto, se utilizarmos na resolução o Primeiro Princípio da Termodinâmica, o qual diz:
Quantidade de calor é igual a trabalho mais variação de energia interna, chegamos a um resultado incoerente com aquele apresentado acima.
Observa-se que, para a mesma quantidade de calor, o gás M sofre maior variação de altura, realiza um trabalho maior, sofrendo uma variação de energia interna menor, o que implica uma variação de temperatura menor, o que está incoerente com a resolução feita anteriormente. Assim, a questão apresenta dados incompatíveis.
Resposta: E
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