Um gás ideal, mantido a temperatura constante, é comprimido em um cilindro com êmbolo móvel. No estado…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um gás ideal, mantido a temperatura constante, é comprimido em um cilindro com êmbolo móvel. No estado inicial, a pressão é de 1 atm e o volume é de 10 L. Em um segundo estado, a pressão passa a ser de 3 atm e o volume, de 5 L. Com base na Lei de Boyle (P x V = constante, a temperatura constante), qual é a conclusão correta sobre esses dados?
- A) Os dados são coerentes com a Lei de Boyle, pois a pressão aumentou e o volume diminuiu.
- B) A Lei de Boyle não se aplica, pois ela só vale para variações de volume maiores que 10 L.
- C) Não há nenhuma relação entre pressão e volume nesse caso, pois a lei só relaciona volume e temperatura.
- D) Os dados não são coerentes com a Lei de Boyle, pois o produto P x V passou de 10 atm.L para 15 atm.L, quando deveria permanecer constante.
- E) Os dados são coerentes com a lei, pois a pressão triplicou e o volume foi reduzido à metade, o que mantém o produto P x V constante.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A Lei de Boyle afirma que, a temperatura constante, o produto P x V de uma amostra de gás ideal permanece constante, ou seja, P1 x V1 = P2 x V2. Passo 2: No estado inicial, P1 x V1 = 1 atm x 10 L = 10 atm.L. Passo 3: No segundo estado, P2 x V2 = 3 atm x 5 L = 15 atm.L. Passo 4: Como 10 é diferente de 15, o produto não se conserva, então os dados não são coerentes com a Lei de Boyle, o que torna a alternativa D a correta. Passo 5: A alternativa A está errada porque observar apenas que a pressão aumentou e o volume diminuiu não basta; a lei exige que o produto seja constante, e isso não ocorre. Passo 6: A alternativa B está errada porque a Lei de Boyle não tem restrição de faixa de volume maior que 10 L; ela vale para qualquer variação, desde que a temperatura seja constante. Passo 7: A alternativa C está errada porque a lei de Boyle relaciona justamente pressão e volume, enquanto a relação entre volume e temperatura pertence a outra lei. Passo 8: A alternativa E está errada porque triplicar a pressão e reduzir o volume à metade resulta em um produto 1,5 vez maior, e não constante; a multiplicação dos fatores foi feita de forma incorreta.
💡 Dica: Analise a relação entre pressão e volume segundo a Lei de Boyle.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que basta a pressão aumentar enquanto o volume diminui para que a Lei de Boyle seja satisfeita, ignorando a exigência de que o produto P x V seja constante.
O aluno inventa uma restrição inexistente na lei, supondo que ela só vale para variações de volume acima de 10 L, e assim descarta a validade da lei nos dados apresentados.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação inversa entre pressão e volume, afirmando que a lei é desmentida quando, na verdade, é confirmada.
O aluno confunde a Lei de Boyle com outra lei dos gases, pensando que ela relaciona apenas volume e temperatura e, portanto, não envolve pressão.
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno calcula os fatores de variação (3 para a pressão e 1/2 para o volume) e conclui que se compensam, mas o produto dos fatores é 3 x 0,5 = 1,5, e não 1, por isso o produto P x V não se mantém.
Raio-X da questão
Lei de Boyle
avaliacao
Lei de Boyle · gráficos de pressão e volume
Revisar a Lei de Boyle e suas aplicações em gases.
O aluno pode confundir a relação inversa entre pressão e volume, afirmando que a lei é desmentida quando, na verdade, é confirmada.
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