Um reservatório contém ar (massa = 125 g), a uma temperatura de 100 ºC. 9000 J de energia são fornecidos ao sistema, sob a forma de calor. Assumindo comportamento de gás ideal e calor específico a volume constante aproximado por 800 J/kg.ºC, a temperatura final do ar será:
- A)150 ºC;
Errada, porque 150 °C corresponderia a um aumento de apenas 50 °C, abaixo do aquecimento calculado.
- B)160 ºC;
Errada, pois 160 °C implica aumento de 60 °C, mas o calor fornecido leva a um aumento maior.
- C)170 ºC;
Errada, já que 170 °C significaria ΔT de 70 °C, e a conta correta dá 90 °C.
- D)180 ºC;
Errada, porque 180 °C representa acréscimo de 80 °C, ainda menor que o valor obtido.
- E)190 ºC.
Certa, pois Q = m·cv·ΔT resulta em ΔT = 90 °C e, partindo de 100 °C, a temperatura final é 190 °C.
Gabarito: E
Quando o enunciado diz que o ar pode ser tratado como gás ideal e fornece o calor específico a volume constante, ele está indicando a conta clássica de aquecimento em recipiente rígido: o calor recebido vai para aumentar a energia interna do gás. Nesse caso, usamos Q = m·cv·ΔT, sem trabalho de expansão relevante. Ou seja, nada de inventar fórmula mirabolante: é só calor, massa, calor específico e variação de temperatura. Aqui, a massa do ar é 125 g, isto é, 0,125 kg. O calor fornecido foi 9000 J e o cv vale 800 J/kg°C. Então, a variação de temperatura é ΔT = 9000 / (0,125 × 800) = 9000 / 100 = 90 °C. O ar começou a 100 °C, então a temperatura final será 100 + 90 = 190 °C. Por isso o gabarito é a alternativa E. A ideia central é simples: em volume constante, todo o calor recebido aquece o gás. Se você lembrar dessa lógica e não se perder nas unidades, a questão fica bem direta. É aquele tipo de conta que a banca gosta de vestir de casaco, mas por baixo é uma soma de física básica.