Em uma atividade de Física, estudantes aquecem lentamente um recipiente flexível vedado, cuja forma é mantida…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de Física, estudantes aquecem lentamente um recipiente flexível vedado, cuja forma é mantida por uma estrutura rígida, de modo que seu volume permanece constante. O recipiente contém ar, que pode ser tratado como gás ideal. No início, a temperatura é de 20 °C e a pressão interna é de 1,00 atm. Após o aquecimento, a temperatura chega a 80 °C. Como o recipiente está vedado, não há saída nem entrada de ar. Com base no texto, qual é aproximadamente a pressão final do ar no recipiente, considerando que o volume e a quantidade de gás permanecem constantes?
- A) 0,27 atm
- B) 1,20 atm
- C) 4,00 atm
- D) 0,83 atm
- E) 1,00 atm
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Como o volume e a quantidade de gás são constantes, a transformação é isocórica (isovolumétrica). Nesse caso, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta, ou seja, P1/T1 = P2/T2. Passo 2: Converta as temperaturas para kelvin somando 273: T1 = 20 + 273 = 293 K e T2 = 80 + 273 = 353 K. Passo 3: Isole a pressão final: P2 = P1 x T2/T1 = 1,00 x 353/293 ≈ 1,20 atm. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a B, 1,20 atm. A alternativa A (0,27 atm) está errada, pois corresponde a 80/293, misturando graus Celsius com kelvin. A alternativa C (4,00 atm) está errada, pois corresponde a 80/20, usando temperaturas em Celsius diretamente. A alternativa D (0,83 atm) está errada, pois é a razão 293/353, invertida em relação ao correto. A alternativa E (1,00 atm) está errada, pois supõe que a pressão não muda, ignorando o aquecimento. O gabarito oficial (B) está correto e coincide com a resolução feita aqui.
💡 Dica: Utilize a lei de Gay-Lussac para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula 80/293, dividindo a temperatura final em Celsius pela inicial em kelvin. Ele mistura escalas diferentes na mesma proporção.
Por que engana: Confundir a relação entre temperatura e pressão, aplicando a fórmula incorretamente.
Em volume constante, a pressão de um gás ideal é diretamente proporcional à temperatura absoluta: P₁/T₁ = P₂/T₂. Convertendo as temperaturas para kelvin, T₁ = 20 + 273 = 293 K e T₂ = 80 + 273 = 353 K. Assim, P₂ = 1,00 × 353/293 ≈ 1,20 atm.
O aluno acredita que a pressão é proporcional à temperatura em graus Celsius e calcula 80/20 = 4. Ele não percebe que a proporcionalidade vale apenas para a temperatura absoluta.
O aluno inverte a razão das temperaturas, calculando 293/353 em vez de 353/293. Assim, a pressão diminuiria com o aquecimento, o que contraria a lei de Gay-Lussac.
O aluno supõe que a pressão permanece igual a 1,00 atm porque o recipiente é vedado e rígido. Ele ignora que o aquecimento do gás aumenta a pressão mesmo com volume constante.
Raio-X da questão
pressão de gases
avaliacao
lei de Boyle · temperatura e pressão
Revisar a lei de Gay-Lussac e suas aplicações.
Confundir a relação entre temperatura e pressão, aplicando a fórmula incorretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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