A termodinâmica estuda como energia, calor, trabalho e temperatura se relacionam em diferentes processos físicos e químicos. No Ensino Médio, ela ajuda a interpretar desde o funcionamento de motores e geladeiras até mudanças de estado e equilíbrio térmico.
Nesta lista, as situações foram contextualizadas para exigir análise conceitual, interpretação de gráficos e aplicação das leis da termodinâmica. As questões procuram explorar não só definições, mas também a compreensão de processos reais e das condições em que eles ocorrem.
Questões sobre termodinâmica
Questão 01
Gabarito: alternativa A). Pela 1ª lei, ΔU = Q – W = 500 – 180 = 320 J.
Questão 02
Gabarito: alternativa C). Sem variação de volume, não há deslocamento da fronteira do sistema e o trabalho é zero.
Comentários por alternativa:
- A) Pressão maior não garante trabalho se o volume não muda.
- B) Aquecimento não define o sinal do trabalho.
- C) Sem variação de volume, não há deslocamento da fronteira do sistema e o trabalho é zero.
- D) Temperatura final não determina trabalho sem considerar o processo.
- E) Calor recebido e trabalho podem ser diferentes em processo isocórico.
Questão 03
Gabarito: alternativa B). O rendimento de Carnot é 1 – Tf/Tq = 1 – 300/500 = 0,40.
Comentários por alternativa:
- A) Esse valor resulta de uma subtração incompleta das temperaturas.
- B) O rendimento de Carnot é 1 – Tf/Tq = 1 – 300/500 = 0,40.
- C) 50% exigiria Tf igual à metade de Tq.
- D) 60% não corresponde ao limite de Carnot nesse caso.
- E) 80% seria alto demais para essas temperaturas.
Questão 04
Gabarito: alternativa C). Em sistema isolado, a temperatura de equilíbrio fica entre as temperaturas iniciais.
Comentários por alternativa:
- A) O calor flui do mais quente para o mais frio.
- B) A capacidade térmica não define sozinha a temperatura final.
- C) Em sistema isolado, a temperatura de equilíbrio fica entre as temperaturas iniciais.
- D) Transferência de calor não aumenta a temperatura além da maior inicial.
- E) No equilíbrio térmico, as temperaturas se igualam.
Questão 05
Gabarito: alternativa B). A dilatação térmica do metal aumenta o diâmetro da tampa e diminui o atrito no contato.
Comentários por alternativa:
- A) Aquecimento tende a expandir, não comprimir, os sólidos.
- B) A dilatação térmica do metal aumenta o diâmetro da tampa e diminui o atrito no contato.
- C) O vidro comum costuma dilatar menos que o metal.
- D) A massa não muda de forma relevante nesse processo.
- E) O calor não altera o material dessa maneira.
Questão 06
Gabarito: alternativa C). Refrigeradores funcionam com trabalho externo para bombear calor contra o fluxo espontâneo.
Comentários por alternativa:
- A) Esse fluxo exigiria atuação externa, não ocorrendo espontaneamente.
- B) Não há violação; o motor fornece energia ao sistema.
- C) Refrigeradores funcionam com trabalho externo para bombear calor contra o fluxo espontâneo.
- D) O motor não é a única fonte; há balanço energético mais amplo.
- E) Essa expressão não define o desempenho do refrigerador.
Questão 07
Gabarito: alternativa C). Em ciclo horário, a área interna do diagrama P x V corresponde a trabalho líquido positivo do gás.
Comentários por alternativa:
- A) Mesmo retornando ao estado inicial, o trabalho no ciclo pode ser diferente de zero.
- B) O sentido horário indica trabalho líquido positivo, não negativo.
- C) Em ciclo horário, a área interna do diagrama P x V corresponde a trabalho líquido positivo do gás.
- D) O trabalho do ciclo não depende só da temperatura inicial.
- E) Calor e trabalho no ciclo obedecem ao balanço energético, não igualdade etapa a etapa.
Questão 08
Gabarito: alternativa B). Sem troca de calor e com trabalho sobre o gás, ocorre compressão adiabática e aquecimento.
Comentários por alternativa:
- A) Sem troca de calor, a temperatura pode variar durante a compressão.
- B) Sem troca de calor e com trabalho sobre o gás, ocorre compressão adiabática e aquecimento.
- C) A pressão não fica constante nesse tipo de compressão.
- D) O volume varia, então o processo não é isocórico.
- E) Há alteração de energia interna associada à compressão.
Questão 09
Gabarito: alternativa B). Na mudança de fase, o calor latente altera a estrutura microscópica sem mudar a temperatura.
Comentários por alternativa:
- A) Na mudança de estado, a energia não se manifesta como aumento de temperatura.
- B) Na mudança de fase, o calor latente altera a estrutura microscópica sem mudar a temperatura.
- C) Não é transformação total em trabalho externo.
- D) Pode haver troca de calor mesmo com temperatura constante.
- E) A conservação de energia continua válida.
Questão 10
Gabarito: alternativa A). Em um ciclo completo, o estado inicial é recuperado e a energia interna total não varia.
Comentários por alternativa:
- A) Em um ciclo completo, o estado inicial é recuperado e a energia interna total não varia.
- B) O balanço de calor não define sozinho a variação interna no ciclo.
- C) O trabalho de uma etapa não determina o ciclo inteiro.
- D) O retorno também faz parte do balanço total do ciclo.
- E) O resultado depende do ciclo completo, não só da primeira etapa.
Comentários por alternativa: