Questão 19
AFA 2023
(AFA - 2023)
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
- aceleração da gravidade:
- calor específico da água:
- calor latente de fusão do gelo:
- temperatura de fusão do gelo:
- densidade do gelo:
- densidade da água:
Um cilindro, contendo certa massa de gás perfeito, tem um pistão que está ligado a uma mola ideal. Ao fornecer certa quantidade de calor Q, para esse sistema termodinâmico, observa-se uma expansão do gás com a consequente deformação da mola , conforme indica figura a seguir.
Em outro momento, para as mesmas condições iniciais anteriores, ao se fornecer o dobro da quantidade de calor 2Q, a esse sistema, observa-se que a mola sofre uma deformação duas vezes maior, .
Considerando que nas duas expansões o sistema tenha sofrido a mesma variação de energia interna e que não houve atrito entre o pistão e o cilindro, pode-se afirmar que a constante elástica da mola vale
Gabarito:
Resolução:
Pela 1° Lei da termodinâmica, sabemos que :
, onde
é a energia interna do sistema e
é o numericamente igual a energia da mola.
Como a questão nos diz que a variação de energia interna é igual nos processos, temos que :
, sendo o processo
o que a expansão vale
, temos:
Portanto, a alternativa correta é a LETRA C.