Durante uma demonstração em laboratório, uma seringa vedada contém uma quantidade fixa de gás ideal. O êmbolo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma demonstração em laboratório, uma seringa vedada contém uma quantidade fixa de gás ideal. O êmbolo é deslocado lentamente, enquanto o conjunto permanece em um banho térmico que mantém a temperatura constante. Inicialmente, o gás ocupa 4 L sob pressão de 2 atm; após o deslocamento, seu volume passa a ser 8 L. Com base nas condições descritas, qual é a pressão final do gás?
- A) A pressão será de 1 atm.
- B) A pressão será de 2 atm.
- C) A pressão será de 8 atm.
- D) A pressão será de 0,25 atm.
- E) A pressão será de 4 atm.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A questão trata de uma quantidade fixa de gás ideal em temperatura constante. Nessa situação vale a Lei de Boyle: a pressão e o volume são inversamente proporcionais, ou seja, P1 x V1 = P2 x V2.
- Os dados do enunciado são P1 = 2 atm, V1 = 4 L e V2 = 8 L. A pressão final P2 é a incógnita.
- Substituindo na relação: 2 x 4 = P2 x 8, o que dá 8 = 8 x P2. Logo, P2 = 8 / 8 = 1 atm.
- Conferindo pelo raciocínio físico: o volume dobrou (de 4 L para 8 L), então a pressão deve cair pela metade (de 2 atm para 1 atm). Isso é coerente com a Lei de Boyle.
- A alternativa A (1 atm) é a correta, e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (2 atm) afirmaria que a pressão não muda, o que contradiz a Lei de Boyle quando o volume varia; C (8 atm) ignora a divisão pelo volume final; D (0,25 atm) inverte o papel dos volumes na proporção; E (4 atm) trata a pressão como diretamente proporcional ao volume, o que não ocorre nesse caso.
💡 Dica: Utilize a lei de Boyle para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
Como a quantidade de gás permanece fixa e a temperatura é constante, aplica-se a transformação isotérmica: P₁V₁ = P₂V₂. Assim, 2 atm × 4 L = P₂ × 8 L, portanto P₂ = 1 atm.
O aluno assume que a pressão permanece igual a 2 atm, talvez por achar que, se a temperatura é constante, nada no gás muda. Ele não percebe que a variação de volume altera a pressão.
O aluno multiplica P1 por V1 e obtém 8, usando esse valor diretamente como pressão final. Ele esquece de dividir pelo novo volume de 8 L.
O aluno aplica a proporção de forma incorreta, calculando P1 dividido por V2 (2/8 = 0,25) e esquecendo o volume inicial no numerador. Ele sabe que a pressão diminui, mas erra o método.
O aluno acredita que pressão e volume são diretamente proporcionais, invertendo a relação e calculando 2 x 8 / 4 = 4 atm. Ele confunde a Lei de Boyle com uma relação de proporcionalidade direta.
Por que engana: Confundir a relação inversa entre pressão e volume, calculando pressão diretamente proporcional ao volume.
Raio-X da questão
lei de Boyle
avaliacao
lei de Boyle · proporcionalidade inversa
Revisar a relação entre pressão e volume em gases ideais.
Confundir a relação inversa entre pressão e volume, calculando pressão diretamente proporcional ao volume.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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