Em uma atividade de laboratório, uma seringa vedada contém um gás ideal. O êmbolo pode se mover, mas a…
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
Em uma atividade de laboratório, uma seringa vedada contém um gás ideal. O êmbolo pode se mover, mas a temperatura do gás é mantida constante em 300 K durante todo o procedimento. No estado inicial, o gás ocupa 0,5 m³ sob pressão de 2 atm. Em seguida, o êmbolo é pressionado até que a pressão do gás atinja 4 atm. Considerando o comportamento isotérmico do gás ideal, qual será o volume ocupado pelo gás no estado final?
- A) 1,0 m³
- B) 0,125 m³
- C) 2,0 m³
- D) 0,25 m³
- E) 0,50 m³
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A temperatura é constante (300 K), então a transformação é isotérmica e vale a Lei de Boyle: P1 x V1 = P2 x V2. Dados: P1 = 2 atm, V1 = 0,5 m³, P2 = 4 atm, V2 = incógnita. Passo 2: Monte a equação: 2 x 0,5 = 4 x V2. Passo 3: Calcule o produto inicial: 2 x 0,5 = 1. Logo 1 = 4 x V2. Passo 4: Isole V2: V2 = 1 / 4 = 0,25 m³. Passo 5: Confira o sentido físico. A pressão dobrou e depois quadruplicou em relação à inicial, então o volume deve diminuir, e 0,25 m³ é menor que 0,5 m³, como esperado. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A (1,0 m³) multiplica o volume pela razão de pressões em vez de dividir, o que aumentaria o volume. B (0,125 m³) divide o volume inicial apenas pela pressão final, ignorando a pressão inicial. C (2,0 m³) inverte a proporção, tratando o volume como diretamente proporcional à pressão. E (0,50 m³) supõe que o volume não muda, o que contraria a transformação isotérmica descrita. Conclusão: o gabarito D está correto.
💡 Dica: Utilize a lei de Boyle para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
Provavelmente multiplicou o volume inicial pela razão de pressões (2 x 0,5 = 1,0), em vez de dividir, ou seja, aplicou a proporção ao contrário e imaginou que o volume aumenta quando a pressão aumenta.
Provavelmente dividiu o volume inicial apenas pela pressão final (0,5 / 4 = 0,125) e esqueceu de multiplicar pela pressão inicial de 2 atm, ou seja, não manteve o produto P x V constante.
Por que engana: Confundir a relação inversa entre pressão e volume, mantendo o volume constante ao invés de reduzi-lo.
Acredita que o volume é diretamente proporcional à pressão, como se aumentar a pressão aumentasse o espaço ocupado pelo gás (0,5 x 4 = 2,0), o que é uma inversão da relação de Boyle.
Em uma transformação isotérmica de uma quantidade fixa de gás ideal, o produto entre pressão e volume permanece constante: P₁V₁ = P₂V₂. Assim, (2 atm)(0,5 m³) = (4 atm)V₂, portanto V₂ = 0,25 m³.
Interpreta que, como o gás está confinado na seringa, o volume não muda ao ser pressionado, confundindo a constância da temperatura com a constância do volume.
Raio-X da questão
gás ideal
avaliacao
lei dos gases ideais · relações entre pressão e volume
Revisar a lei de Boyle e suas aplicações em gases ideais.
Confundir a relação inversa entre pressão e volume, mantendo o volume constante ao invés de reduzi-lo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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