Durante uma atividade de Física, estudantes analisaram o comportamento do ar em uma câmara rígida e…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de Física, estudantes analisaram o comportamento do ar em uma câmara rígida e hermeticamente fechada. A quantidade de ar e o volume da câmara permaneceram constantes. Inicialmente, a temperatura do gás era de 300 K e sua pressão, medida por um sensor, era de 100 kPa. Após o aquecimento uniforme da câmara, a temperatura atingiu 360 K. Considerando o gás como ideal, qual pressão será indicada pelo sensor após o aquecimento?
- A) 80 kPa
- B) 120 kPa
- C) 100 kPa
- D) 360 kPa
- E) 60 kPa
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de transformação. A câmara é rígida e hermeticamente fechada, logo o volume e a quantidade de gás são constantes. É uma transformação isocórica (isovolumétrica), na qual a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
- Escreva a relação para transformação isocórica: P1/T1 = P2/T2.
- Substitua os dados: P1 = 100 kPa, T1 = 300 K e T2 = 360 K. Então 100/300 = P2/360.
- Isole P2: P2 = 100 x 360 / 300 = 36000 / 300 = 120 kPa.
- Verifique a coerência física. A temperatura subiu 20% (de 300 K para 360 K), e como o volume é constante, a pressão também deve subir 20%, passando de 100 kPa para 120 kPa. Isso confirma o resultado.
- Conclusão: a alternativa correta é a B, 120 kPa, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a A (80 kPa) inverte a proporção, a C (100 kPa) supõe que a pressão não muda, a D (360 kPa) usa a temperatura final como se fosse pressão e a E (60 kPa) confunde a variação de temperatura com a pressão final.
💡 Dica: Considere a relação entre temperatura e pressão atmosférica.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte a proporção e calcula P2 = P1 x T1/T2, como se a pressão diminuísse quando a temperatura aumenta. Isso ignora que, em volume constante, pressão e temperatura crescem juntas.
Por que engana: Confundir a relação entre temperatura e pressão, acreditando que um aumento na temperatura sempre resulta em aumento de pressão.
Com a quantidade de gás e o volume constantes, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Assim, P₂/P₁ = T₂/T₁, portanto P₂ = 100 × 360/300 = 120 kPa.
O aluno supõe que a pressão permanece constante porque o recipiente é rígido, e não percebe que o volume fixo é justamente o que faz a pressão variar com a temperatura.
O aluno usa o valor da temperatura final (360) como se fosse a pressão, misturando as grandezas e perdendo a relação entre as duas variáveis.
O aluno calcula a diferença de temperatura (360 - 300 = 60) e a toma como pressão, ou seja, confunde a variação de temperatura com a pressão final.
Raio-X da questão
aquecimento global e pressão
diagnostico
pressão atmosférica · temperatura média da Terra
Revisar os efeitos do aquecimento global na física atmosférica.
Confundir a relação entre temperatura e pressão, acreditando que um aumento na temperatura sempre resulta em aumento de pressão.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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