Em um laboratório escolar, um gás é mantido em um cilindro com êmbolo móvel, de modo que a pressão externa…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um laboratório escolar, um gás é mantido em um cilindro com êmbolo móvel, de modo que a pressão externa permaneça constante. O volume do gás é medido em diferentes temperaturas: a 0 °C, ocupa 1,00 m³; a 100 °C, ocupa aproximadamente 1,37 m³. Para analisar os dados, as temperaturas devem ser convertidas para a escala Kelvin, na qual 0 °C corresponde a 273 K e 100 °C corresponde a 373 K. Com base nas condições do experimento e nos dados apresentados, qual relação entre o volume do gás e sua temperatura absoluta é compatível com a transformação observada?
- A) O volume é diretamente proporcional à temperatura em Celsius.
- B) O volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
- C) O volume é independente da temperatura absoluta.
- D) O volume varia sem relação definida com a temperatura absoluta.
- E) O volume é inversamente proporcional à temperatura absoluta.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Resolução própria. Como a pressão externa é constante, a transformação é isobárica. Nesse caso, o volume e a temperatura absoluta (em kelvin) se relacionam pela razão V/T constante, que é a Lei de Charles e Gay-Lussac. Passo 2: Verificação com os dados. A 273 K, V/T = 1,00/273, que vale cerca de 0,00366 m³/K. A 373 K, V/T = 1,37/373, que vale cerca de 0,00367 m³/K. As razões são praticamente iguais, logo o volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Passo 3: Comparação com o gabarito. A alternativa que concluí ser correta é a B, que coincide com o gabarito oficial. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A) Proporcionalidade direta à temperatura em Celsius exigiria volume nulo em 0 °C, mas o volume a 0 °C é 1,00 m³. C) Volume independente da temperatura não explica a variação de 1,00 m³ para 1,37 m³. D) Existe relação definida, pois a razão V/T se mantém praticamente constante. E) Na relação inversa, o produto V vezes T deveria ser constante, mas 1,00 vezes 273 dá 273 e 1,37 vezes 373 dá cerca de 511, valores bem diferentes; além disso, o volume aumenta com a temperatura, o que contraria a relação inversa.
💡 Dica: Analise a relação entre temperatura e volume usando a lei de Charles.
Alternativa por alternativa
Supõe que a proporcionalidade direta vale com a escala Celsius, por ver o volume aumentar quando a temperatura em Celsius sobe, sem perceber que o volume não é zero em 0 °C.
Por que engana: Confundir a relação direta entre temperatura e volume com uma relação inversa, pensando que um aumento em um causa a diminuição do outro.
A pressão do gás permanece constante. Em uma transformação isobárica, a razão entre o volume e a temperatura absoluta permanece constante, conforme a lei de Charles. De fato, 1,00/273 é aproximadamente igual a 1,37/373. Portanto, ao aumentar a temperatura em kelvins, o volume aumenta na mesma proporção.
Conclui que, por o cilindro ter pressão constante, a temperatura não afeta o volume, ignorando que os dados mostram aumento de 1,00 m³ para 1,37 m³.
Acredita que, por os valores serem aproximados (aproximadamente 1,37 m³), não há uma relação definida entre volume e temperatura absoluta, sem testar a razão V/T.
Inverte a direção da relação, imaginando que o volume diminui quando a temperatura absoluta aumenta, como em um gás comprimido, sem notar que os dados mostram aumento do volume.
Raio-X da questão
lei de Charles
avaliacao
lei de Charles · temperatura e volume
Revisar a lei de Charles e a relação entre temperatura e volume de gases.
Confundir a relação direta entre temperatura e volume com uma relação inversa, pensando que um aumento em um causa a diminuição do outro.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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