A Transformação Adiabática no Enem

Em nossa última publicação, discutimos sobre as três transformações gasosas que mantém constante uma das variáveis da equação geral dos gases ideais (temperatura, pressão e volume). No entanto, estas não s]ao as únicas transformações gasosas, e a transformação adiabática é importantíssima e amplamente cobrada no exame.

Sendo assim, será apresentado ao longo desta publicação tudo o que você precisa saber sobre as transformações adiabáticas, destacando não só o que é esta transformação importantíssima, mas também o comportamento das propriedades neste fenômeno e exemplos do nosso dia a dia. No final da publicação, você também poderá encontrar um exercício retirado do Enem sobre as transformações adiabáticas, ressaltando como o conteúdo é cobrado no Exame Nacional do Ensino Médio!

Transformação adiabática: definição e exemplos

Primeiramente, é muito importante conhecermos sobre a transformação adiabática e tudo o que ocorre neste processo. A transformação adiabática ocorre quando um gás sofre expansão ou compressão de uma forma muito rápida, sem tempo suficiente para trocar calor com o ambiente. Assim, teremos a variação de todas as variáveis da equação geral dos gases ideais, e o principal conceito que devemos lembrar é a ocorrência da transformação sem troca de calor com o ambiente.

Um exemplo de transformação adiabática pode ser encontrado em um frasco com desodorante aerossol. Ao apertarmos o frasco para liberar desodorante durante vários segundos, ocorre a expansão rápida do gás que estava no interior do frasco, ou seja, há um aumento rápido do volume e diminuição da pressão. Com isso, a temperatura diminui, e você pode perceber que o frasco transmite a sensação de frio. Este é um dos exemplos mais comuns de transformações adiabáticas!

Exercício do Enem

Mais do que compreender sobre as transformações adiabáticas, também é muito importante entender como este conteúdo pode ser cobrado no Exame Nacional do Ensino Médio. De uma forma geral, o Enem pede que os alunos entendam como estas transformações funcionam. Em relação às adiabáticas, é fundamental lembrar que não há troca de calor entre o meio e o sistema, ou seja, não há entrada/absorção ou saída/liberação de calor nas transformações adiabáticas.

Para ilustrar esta situação, será apresentado a seguir um exercício retirado da prova de 2020 do Enem, que utiliza as transformações adiabáticas. Aproveite para exercitar o conteúdo estudado!

“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.

Alternativa correta: E.

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