Em uma atividade de laboratório, uma equipe utiliza um cilindro fechado e considera ideal o gás no interior…
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
Em uma atividade de laboratório, uma equipe utiliza um cilindro fechado e considera ideal o gás no interior. No estado inicial, o gás ocupa 10 L sob pressão de 1 atm e temperatura de 300 K. Após o aquecimento, o volume passa a 20 L e a temperatura atinge 600 K. A quantidade de gás permanece constante durante todo o processo. Com base nos dados do experimento, qual é a pressão do gás no estado final?
- A) 2 atm
- B) 1 atm
- C) 0,25 atm
- D) 4 atm
- E) 0,5 atm
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Estado inicial: V1 = 10 L, P1 = 1 atm, T1 = 300 K. Estado final: V2 = 20 L, T2 = 600 K, P2 = ? A quantidade de gás é constante, então vale a lei geral dos gases ideais: P1 x V1 / T1 = P2 x V2 / T2. Passo 2: Isole a pressão final: P2 = P1 x (V1 / V2) x (T2 / T1). Passo 3: Substitua os valores: P2 = 1 x (10 / 20) x (600 / 300) = 1 x 0,5 x 2 = 1 atm. Passo 4: Compare com o gabarito. O resultado 1 atm corresponde à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Verificação intuitiva. O volume dobrou, o que reduziria a pressão pela metade, mas a temperatura dobrou, o que a duplicaria. Os dois efeitos se compensam e a pressão permanece em 1 atm. Por que as outras estão erradas: A) 2 atm considera apenas o aumento da temperatura e ignora a expansão do volume. C) 0,25 atm inverte o efeito da temperatura, tratando-a como se fosse inversamente proporcional à pressão. D) 4 atm trata a pressão como diretamente proporcional ao volume, o que contraria a lei de Boyle. E) 0,5 atm considera apenas a expansão do volume e ignora a variação de temperatura.
💡 Dica: Utilize a lei de Boyle para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
O aluno considera que a pressão depende apenas da temperatura (P proporcional a T) e ignora a variação de volume, obtendo P2 = 1 x 600/300 = 2 atm.
Como a quantidade de gás é constante, aplica-se a lei geral dos gases: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂. Assim, (1 · 10)/300 = (P₂ · 20)/600. Portanto, P₂ = 1 atm.
O aluno inverte a relação com a temperatura, usando T1/T2 em vez de T2/T1, e combina isso com a razão de volumes, obtendo 1 x 0,5 x 0,5 = 0,25 atm.
O aluno trata a pressão como diretamente proporcional ao volume, quando na verdade ela é inversamente proporcional, e multiplica pelos fatores 2 e 2, obtendo 4 atm.
O aluno aplica apenas a lei de Boyle (P1V1 = P2V2) e ignora a variação de temperatura, o que leva a P2 = 0,5 atm.
Raio-X da questão
lei de Boyle
avaliacao
lei de Boyle · relacao pressao volume
Revisar a relação entre pressão, volume e temperatura em gases ideais.
Confundir a relacao inversa entre pressao e volume, calculando pressao maior quando volume aumenta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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