Um gás ideal sofre uma compressão isotérmica. Se a pressão inicial é de 100 kPa e o volume inicial de 0,5 m³…
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
Um gás ideal sofre uma compressão isotérmica. Se a pressão inicial é de 100 kPa e o volume inicial de 0,5 m³, qual será a pressão final se o volume final for 0,25 m³?
- A) 200 kPa
- B) 150 kPa
- C) 100 kPa
- D) 50 kPa
- E) 400 kPa
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de transformação. Compressão isotérmica é uma transformação de um gás ideal em que a temperatura permanece constante, e vale a Lei de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2.
- Anote os dados. P1 = 100 kPa, V1 = 0,5 m³, V2 = 0,25 m³ e P2 é o que queremos descobrir.
- Substitua na lei: 100 x 0,5 = P2 x 0,25, ou seja, 50 = 0,25 x P2.
- Isole P2: P2 = 50 / 0,25 = 200 kPa.
- Confira o sentido físico. O volume foi reduzido à metade, então a pressão deve dobrar, de 100 para 200 kPa. Isso confirma o resultado.
- Conclusão: a alternativa A (200 kPa) está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: B (150 kPa) não segue a relação de proporcionalidade inversa, pois a pressão não varia de forma aditiva nem média. C (100 kPa) supõe pressão constante, o que caracterizaria uma transformação isobárica e não isotérmica. D (50 kPa) inverte a proporção, ou seja, faria a pressão cair junto com o volume. E (400 kPa) aplica a variação ao quadrado ou quadruplica a pressão, o que não corresponde à Lei de Boyle.
💡 Dica: Utilize a lei de Boyle para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
Aplicando a fórmula: P1·V1 = P2·V2, temos 100·0,5 = P2·0,25.
O aluno provavelmente calcula a média entre 100 e 200 kPa ou soma um acréscimo arbitrário de 50 kPa, sem usar a relação entre pressão e volume.
O aluno acredita que, como a temperatura é constante, a pressão também permanece constante, confundindo transformação isotérmica com isobárica.
O aluno inverte a proporção e calcula P2 = P1 x (V2/V1), tratando a pressão como diretamente proporcional ao volume, quando na verdade é inversamente proporcional.
O aluno eleva ao quadrado a razão dos volumes ou pensa que a pressão cresce mais que proporcionalmente quando o volume diminui, chegando a 100 x 4 = 400 kPa.
Por que engana: Confundir a relacao inversa entre pressao e volume em transformacao isotermica, calculando pressao final incorretamente.
Raio-X da questão
compressão isotérmica
avaliacao
lei dos gases ideais · relacao pressao volume isotermica
Revisar a lei de Boyle para gases ideais.
Confundir a relacao inversa entre pressao e volume em transformacao isotermica, calculando pressao final incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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