Durante uma atividade experimental, estudantes analisaram o ar preso em uma seringa com êmbolo móvel. A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade experimental, estudantes analisaram o ar preso em uma seringa com êmbolo móvel. A quantidade de gás permaneceu constante, e a temperatura foi mantida estável. Inicialmente, o gás ocupava 5,0 L sob pressão de 2,0 atm. Ao empurrar o êmbolo lentamente, o volume passou a 2,0 L. Nessas condições, a compressão do gás pode ser analisada pela relação entre pressão e volume estabelecida para transformações isotérmicas. Com base no texto, qual é a pressão exercida pelo gás quando seu volume passa a ser 2,0 L?
- A) 2,0 atm
- B) 0,8 atm
- C) 5,0 atm
- D) 10,0 atm
- E) 1,0 atm
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de transformação. O texto diz que a quantidade de gás e a temperatura permanecem constantes, então se trata de uma transformação isotérmica, regida pela Lei de Boyle: pressão e volume são inversamente proporcionais, ou seja, P1 x V1 = P2 x V2. Passo 2: Anote os dados do enunciado. Estado inicial: P1 = 2,0 atm e V1 = 5,0 L. Estado final: P2 = ? e V2 = 2,0 L. Passo 3: Calcule o produto inicial. P1 x V1 = 2,0 x 5,0 = 10,0 (atm x L). Passo 4: Isole P2. P2 = (P1 x V1) / V2 = 10,0 / 2,0 = 5,0 atm. Passo 5: Confira a coerência física. O volume diminuiu e a pressão aumentou, como esperado ao comprimir um gás em temperatura constante. Passo 6: Compare com o gabarito oficial. O resultado obtido, 5,0 atm, coincide com a alternativa C, que é o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 2,0 atm repete a pressão inicial, ignorando que a compressão altera a pressão. B) 0,8 atm resulta de multiplicar a pressão pela razão inversa dos volumes, tratando a relação como direta. D) 10,0 atm é apenas o produto P1 x V1, sem dividir por V2. E) 1,0 atm resulta de dividir apenas a pressão inicial pelo volume final, sem considerar o volume inicial.
💡 Dica: Utilize a lei de Boyle para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
Supõe que a pressão permanece igual à inicial, como se a mudança de volume não afetasse o gás comprimido.
Por que engana: Confundir a relação inversa entre pressão e volume, calculando pressão diretamente proporcional ao volume.
Trata a relação como diretamente proporcional e multiplica a pressão inicial pela razão 2,0/5,0, obtendo um valor menor, quando na verdade a pressão deveria aumentar ao diminuir o volume.
Como a quantidade de gás e a temperatura permanecem constantes, aplica-se a lei de Boyle: P₁V₁ = P₂V₂. Assim, (2,0 atm)(5,0 L) = P₂(2,0 L), portanto P₂ = 5,0 atm. A redução do volume provoca aumento da pressão na mesma proporção inversa.
Calcula corretamente o produto P1 x V1 = 10,0, mas esquece de dividir por V2, usando esse produto como se fosse a pressão final.
Divide a pressão inicial pelo volume final (2,0 / 2,0 = 1,0), ignorando o volume inicial de 5,0 L na relação P1 x V1 = P2 x V2.
Raio-X da questão
lei de Boyle
avaliacao
lei de Boyle · gasos ideais
Revisar a relação entre pressão e volume de 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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