Questão 25 – ITA 2010 (Polêmica?)

Olá, como vão?

Em seus sites, dois grandes sistemas brasileiros de ensino apresentaram soluções que levaram a respostas diferentes para a questão 25 – ITA 2010 (Física). Antes de continuar, quero deixar bem claro que o objetivo deste artigo não é comparar a qualidade dos sistemas de ensino e nem fazer propaganda – é apenas provocar a reflexão, que é uma das bases filosóficas do Einsteinmania.

(Questão 25 – ITA 2010) Uma parte de um cilindro está preenchida com um mol de um gás ideal monoatômico a uma pressão Pe temperatura T0. Um êmbolo de massa desprezível separa o gás da outra seção do cilindro, na qual há vácuo e uma mola em seu comprimento natural presa ao êmbolo e à parede oposta do cilindro, como mostra a figura (a). O sistema está termicamente isolado e o êmbolo, inicialmente fixo, é então solto, deslocando-se vagarosamente até passar pela posição de equilíbrio, em que a sua aceleração é nula e o volume ocupado pelo gás é o dobro do original, conforme mostra a figura (b). Desprezando os atritos, determine a temperatura do gás na posição de equilíbrio em função da sua temperatura inicial.

ita_2010_25

Primeira resolução:

ita_2010_25_2

fonte:http://www.sistemapoliedro.com.br/poliedroresolve/ITA/2010/

Segunda resolução:

ita_2010_25_3

ita_2010_25_4

fonte:http://www.curso-objetivo.br/vestibular/resolucao_comentada/ita/ita2010.asp?img=01

Como você pode ver, as duas respostas são diferentes. Apesar de diferentes, as duas podem ser aceitas, ou não? Se as duas podem ser aceitas, como isto é possível? A falha poderia estar no enunciado?

Brevemente, colocarei, em forma de comentário, meu parecer a respeito desta “polêmica”.

Abraço a todos,

Prof. Douglas Almeida

17 Comentários

  • Polina

    primeiro variante do resolução não usou o fato que embolo tem elastica, respondente perdeu enerjia para processo da compressão da elastica. Primeiro variante é não verdade. Compressão da elastica necessario para faser o processo como um processo adiabatica, é processo lento!

  • Físico

    A primeira solução ignora totalmente que tem uma mola no sistema. Ela faz uso do péssimo hábito do ensino médio de ver física como um conjunto de fórmulas.

  • Prof. Douglas Almeida

    É óbvio que a mola faz parte do sistema, mas o enunciado apresenta condições iniciais e finais para o gás. Estas condições finais foram atingidas por causa da presença da mola. Se não houvesse a mola, elas seriam outras. Desta forma, a princípio, é possível chegar à resposta assim.
    Uma dica – a primeira solução se baseia em dois pilares principais:
    *admitir que o sistema seja conservativo (então o trabalho realizado pelo gás e integralmente transferido para a mola);
    *admitir que as condições para transformação adiabática estão sendo plenamente atingidas.
    Em relação aos métodos aplicados por muitos professores de ensino médio, quanto ao uso “indiscriminado” de fórmulas, sou completamente desfavorável. As fórmulas são resultados, às vezes, de logos trajetos – para entender um fenômeno é preciso conhecer pelo menos um pouco destes caminhos. Na medida do possível, aqui em Einsteinmania, procuramos prezar pela reflexão, pelo raciocínio, mas também não estamos isentos de certas dificuldades por causa de nossas próprias limitações e também dos diferentes públicos que atendemos.
    Posso afirmar com toda segurança – ensinar Física não é fácil!
    Abraço,
    Douglas

  • Thiago

    Não consegui captar a parte V0 = A.x da segunda resolução. Ao meu ver, o certo ceria (delta) /\V = A.x.
    x não é o comprimento da parte inicial de gás, mas o que deformou a mola.

  • Alexandre Tort

    e interpretei corretamente, o enunciado sugere que o êmbolo foi acelerado antes de passar pela posição onde a=0. Nesse caso, na segunda solução, a primeira lei é violada, falta a energia cinética do êmbolo. Note que o processo não é composto por uma sucessão de estados de equilíbrio termodinâmico. Em particular, não há equilíbrio mecânico. A primeira solução parece ser a correta porque sempre é possível descrever o estado inicial e final do gás por meio de equações de estado. Só não se pode desenhar uma curva conectando os dois estados.

  • Olavo Motta

    Só um comentário quanto ao ensino no segundo grau. Realmente acho que usamos em muitas resoluções a “fórmula” pronta e isto dificulta, mais tarde ou em outro momento do aluno, o seu raciocínio.
    Se eu usar o modelo de resolução bem complexo(desde do início) com todos os detalhes terei problemas. A falta de base dos alunos.
    Grato.

  • Prof.Douglas Almeida

    Olavo,
    Concordo com você. Por isto, disse que ensinar Física não é fácil, principalmente por causa da heterogeneidade do público do Ensino Médio.
    Douglas

  • Matheus

    Físico, a primeira solução não ignora a presença. Da mola no sistema, visto que descreve a transformaçao através dos estados inicial e final, sendo que tal estado final foi atingido necessariamente devido à presença da mola. Também discordo de que a primeira solução faz uso de fórmulas decoradas, todas as formulas utilizadas são rotineiramente aplicadas em problemas semelhantes, não sendo necessárias as suas devidas deduções sempre que forem utilizadas.
    Em todo caso, não consigo encontrar erro em nenhuma das duas resoluções.
    Vale notar que o cursinho Etapa resolveu o problema de ambas as formas, notificando que as divergências são devido à considerações feitas e à hipóteses simplificadoras.

  • João Victor

    Quando eu resolvi esse exercício, cheguei no resultado do poliedro, mas a maioria das pessoas a qual consultei chegaram no segundo resultado… mt estranho

  • Thiago

    Sorry prof. Errinho bobo meu.

    Achei interessante a consideracao acima do alexandre, sobre a desconsideracao da energia cinetica. Mas nesse caso acho que não estaria no embolo, pois foi dito que tem massa desprezível. Talvez na mola, não foi dito que ela é ideal, então pode ter massa e , logo, conter energia cinética. Ou tb no gas, seu centro de massa possui uma velocidade, a qual entraria na soma das energias cinéticas do sistema. Por fim, o sistema é isolado, mas o gás e a mola poderiam trocar calor entre si, até atingirem o equilíbrio térmico. Acho que existe uma complexidade por trás desse enunciado muito maior do que os elaboradores da prova imaginaram.

  • Prof. Douglas Almeida

    Thiago,
    Vou esperar mais um pouquinho para colocar meu posicionamento – as discussões em vários grupos do facebook estão “quentes” e muito legais. São professores universitários, estudantes de Física, curiosos, entre outros, dando seus pareceres. Só para você ter uma ideia, eu lancei este artigo há umas 12 horas mais ou menos e ele já foi visualizado por 1300 pessoas.
    Em um dos grupos, um participante indicou um link para a resolução do Etapa (http://www.etapa.com.br/vestibular/pg_vest_view.php?ano=2010&data=15%2F12%2F2009&vest=ITA+-+Prova+de+F%EDsica&materia=F%EDsica+%28escritas%29&questao=25) afirmando que o Etapa explica a contradição. Se você verificar a resposta deles, vai ver que eles fazem as duas soluções e apresentam motivos para a contradição. Mas o que eles mostram não são explicações, mas informações.
    O que você acha?
    Abraço,
    Douglas

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