Durante uma experiência, um estudante mediu a temperatura de um gás em um recipiente fechado. O volume inicial…
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 experiência, um estudante mediu a temperatura de um gás em um recipiente fechado. O volume inicial era de 2 L e a temperatura inicial era de 300 K. Se a pressão se mantém constante e a temperatura aumenta para 600 K, qual será o novo volume do gás? Use a Lei de Charles: V1/T1 = V2/T2.
- A) 4 L
- B) 3 L
- C) 2 L
- D) 5 L
- E) 6 L
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. V1 = 2 L, T1 = 300 K e T2 = 600 K. A pressão é constante, por isso vale a Lei de Charles: V1/T1 = V2/T2. Observação: o enunciado fala em 'recipiente fechado', o que normalmente indicaria volume constante. Como a questão pede explicitamente a pressão constante e a Lei de Charles, sigo essa instrução. Essa contradição de enunciado fica registrada como dúvida. Passo 2: Isole o volume final: V2 = V1 x T2 / T1. Passo 3: Substitua os valores: V2 = 2 x 600 / 300. Passo 4: Calcule: 600 / 300 = 2, então V2 = 2 x 2 = 4 L. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a A (4 L), que coincide com o gabarito oficial. A alternativa B (3 L) está errada porque o volume não cresce de forma aditiva com a temperatura. A alternativa C (2 L) está errada porque mantém o volume inicial, ignorando a variação de temperatura. A alternativa D (5 L) está errada porque não corresponde a nenhuma proporção direta entre as temperaturas. A alternativa E (6 L) está errada porque resulta de somar o volume inicial ao cálculo proporcional, o que não faz parte da Lei de Charles.
💡 Dica: Aplique a Lei de Charles para encontrar o novo volume.
Alternativa por alternativa
Cálculo correto: V2 = V1*(T2/T1) = 4 L.
O aluno trata o aumento de temperatura como um acréscimo fixo: como a temperatura dobrou, ele soma uma parcela ao volume em vez de multiplicar pela razão T2/T1. Por exemplo, calcula 2 + (600 - 300)/300 = 3 L.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre volume e temperatura, aplicando a fórmula de forma incorreta e escolhendo um volume que não respeita a proporcionalidade direta.
O aluno lê 'recipiente fechado' e conclui que o volume não pode mudar, ignorando que o enunciado manda manter a pressão constante e aplicar a Lei de Charles.
O aluno usa valores ou somas sem relação com a proporção direta, como somar ao volume inicial um número derivado da diferença de temperaturas, chegando a 5 L. Ele não percebe que a relação entre V e T é de proporcionalidade direta.
O aluno soma o volume inicial ao resultado proporcional: calcula 2 + 2 x (600/300) = 6 L, em vez de apenas V2 = 2 x (600/300). Confunde a fórmula de Charles com uma soma de volumes.
Raio-X da questão
Lei de Charles
avaliacao
Lei de Charles · proporcionalidade direta
Revisar a Lei de Charles e suas aplicações em problemas de gases.
O aluno pode confundir a relação entre volume e temperatura, aplicando a fórmula de forma incorreta e escolhendo um volume que não respeita a proporcionalidade direta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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