Questão 25 – ITA 2010 (Polêmica?) – Análise da 1ª Solução

Olá, como vão?

No artigo Questão 25 – ITA 2010 (Polêmica?), apresentei duas soluções discrepantes propostas por dois grandes sistemas de ensino no Brasil e propus as perguntas: as duas podem ser aceitas, ou não? Se as duas podem ser aceitas, como isto é possível? A falha poderia estar no enunciado? Procurei deixar claro que o objetivo não é provocar controvérsias, fazer propaganda, etc. É apenas discutir um problema de Física. Acredito que isto seja um dos pilares do espírito científico e do próprio espírito humano e também acredito que os estudantes e professores do ensino médio devam cultivá-lo. Infelizmente, isto, às vezes, tem deixado de acontecer, sendo suprimido por uma enxurrada de informações. Veja que não estou “atacando” os professores do ensino médio, mesmo porque se estivesse fazendo isto, estaria “atirando no próprio pé”. Como disse em um comentário do artigo anterior, não é fácil ensinar Física no Ensino Médio, por ser necessário conciliar a heterogeneidade do estudantes, as limitações matemáticas, entre outros.

Especificamente, em relação à questão proposta, em ambas as soluções, a transformação gasosa é tratada como adiabática. Vejamos:

  • O sistema está termicamente isolado – sugerindo que não ocorrem trocas de calor entre ele e o meio. Para garantir que o modelo de transformação adiabática possa ser usado (estou usando o termo modelo, porque, a rigor, não há transformações adiabáticas, pois não há isolantes perfeitos) temos que perguntar qual é o sistema do enunciado? Ao meu ver é o conjunto (gás + êmbolo + reciente + mola). E falar que este sistema está isolado termicamente não garante que o gás esteja. Ele pode trocar calor, por exemplo, com as paredes do recipiente. Em relação ao êmbolo, não há preocupação, porque sua capacidade térmica é desprezível, já que sua massa é desprezível. Para melhorar o modelo, o enunciado deveria ter afirmado que o gás está isolado termicamente, ou que o sistema está isolado termicamente e está em equilíbrio térmico ou, então, que as capacidades térmicas dos componentes do sistema são desprezíveis (com exceção do gás). É preciso que o gás esteja em equilíbrio térmico, para usarmos as equações de estado, já que foram desenvolvidas com base neste pressuposto;
  • O êmbolo move-se vagarosamente e admitindo-se o equilíbrio térmico do gás, temos uma transformação quase-estática.

As duas soluções tratam a transformação como adiabática. Mas, como pudemos ver, há ressalvas. Feita as ressalvas, eu teria resolvido a questão como a apresentada na primeira solução. Mas há mais uma pergunta a ser feita para admitirmos a primeira solução (e talvez a segunda, se ela for admissível). Com as condições dinâmicas apresentadas, o êmbolo poderia mover-se lentamente?

Como estou curtindo os comentários feitos aqui e em diversos grupos do facebook e estou aprendendo com eles, e também por acreditar que estas discussões estão sendo enriquecedoras para outras pessoas, vou esperar mais um pouco para prosseguir com a análise.

Uma das coisas que mais me atraem à profissão de professor é pode interagir e aprender sempre.

Abraço a todos,

Prof. Douglas Almeida

 

1 Comentário

  • Prof. Douglas Almeida

    Pessoal,
    Como disse no artigo, gostaria de manter um pouco mais o “suspense”, para estimular a discussão e o pensamento. Por isto, neste artigo, apenas encaminhei a resposta. Mas, o prof. Lang a respondeu por completo em http://www.if.ufrgs.br/cref/?area=questions&id=635, não fazendo mais sentido o “mistério. Faço minhas, as explicações dele, apenas enfatizando que as discrepâncias são justificadas pelas imprecisões do enunciado. Como o prof. Lang afirma, os elaboradores “escorregaram”. Também enfatizo a importância dos sistemas citados, e de outros de igual grandeza, na conquista de milhares e milhares de estudantes em relação aos seus sonhos e agradeço a iniciativa de disponibilizarem tantas provas resolvidas gratuitamente.
    Abraço a todos,
    Prof. Douglas

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