Questão 6854e03a-7c
Prova:ENEM 2020
Disciplina:Física
Assunto:Física Térmica - Termologia, 1ª Lei da Termodinâmica
Tanto a conservação de materiais biológicos como
o resfriamento de certos fotodetectores exigem baixas
temperaturas que não são facilmente atingidas por
refrigeradores. Uma prática comum para atingi-las é
o uso de nitrogênio líquido, obtido pela expansão
adiabática do gás N2, contido em um recipiente
acoplado a um êmbolo, que resulta no resfriamento
em temperaturas que chegam até seu ponto de
liquefação em −196 °C. A figura exibe o esboço de
curvas de pressão em função do volume ocupado por
uma quantidade de gás para os processos isotérmico
e adiabático. As diferenças entre esses processos
podem ser identificadas com base na primeira lei da
termodinâmica, que associa a variação de energia
interna à diferença entre o calor trocado com o meio
exterior e o trabalho realizado no processo.
A expansão adiabática viabiliza o resfriamento do N2
porque
Tanto a conservação de materiais biológicos como
o resfriamento de certos fotodetectores exigem baixas
temperaturas que não são facilmente atingidas por
refrigeradores. Uma prática comum para atingi-las é
o uso de nitrogênio líquido, obtido pela expansão
adiabática do gás N2, contido em um recipiente
acoplado a um êmbolo, que resulta no resfriamento
em temperaturas que chegam até seu ponto de
liquefação em −196 °C. A figura exibe o esboço de
curvas de pressão em função do volume ocupado por
uma quantidade de gás para os processos isotérmico
e adiabático. As diferenças entre esses processos
podem ser identificadas com base na primeira lei da
termodinâmica, que associa a variação de energia
interna à diferença entre o calor trocado com o meio
exterior e o trabalho realizado no processo.
A expansão adiabática viabiliza o resfriamento do N2
porque
A
a entrada de calor que ocorre na expansão por causa
do trabalho contribui para a diminuição da temperatura.
B
a saída de calor que ocorre na expansão por causa do
trabalho contribui para a diminuição da temperatura.
C
a variação da energia interna é nula e o trabalho é
associado diretamente ao fluxo de calor, que diminui
a temperatura do sistema.
D
a variação da energia interna é nula e o trabalho é
associado diretamente à entrada de frio, que diminui
a temperatura do sistema.
E
o trabalho é associado diretamente à variação de
energia interna e não há troca de calor entre o gás e
o ambiente.
Gabarito comentado
Tiago GiovanelliProfessor de Física e Matemática, licenciado pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES. Mestrando em Ensino de Física na Universidade Federal de Viçosa (UFV-MG).
