Em uma atividade de laboratório de uma escola pública, estudantes analisam um cilindro usado para armazenar um…
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 de uma escola pública, estudantes analisam um cilindro usado para armazenar um gás ideal. Em determinada situação, o cilindro contém 2,00 mol de gás à temperatura de 300 K e sob pressão constante de 1,00 atm. Para estimar o volume ocupado pelo gás, considere R = 0,0821 L·atm/(mol·K) e utilize a relação PV = nRT. Com base nas informações do experimento, qual é o volume ocupado pelo gás no cilindro?
- A) 0,00027 L
- B) 4,43 L
- C) 49,26 L
- D) 24,63 L
- E) 4.986,00 L
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: n = 2,00 mol, T = 300 K, P = 1,00 atm e R = 0,0821 L·atm/(mol·K). Pergunta-se o volume V.
- Isole V na relação PV = nRT, obtendo V = nRT / P.
- Substitua os valores: V = 2,00 × 0,0821 × 300 / 1,00.
- Calcule: 2,00 × 0,0821 = 0,1642; 0,1642 × 300 = 49,26; 49,26 / 1,00 = 49,26. Logo V = 49,26 L.
- Confira as unidades: atm no numerador com atm no denominador se cancelam, mol com mol se cancelam e K com K se cancelam, restando litros, coerente com o resultado.
- Por que as outras estão erradas. A) 0,00027 L é grandeza muito pequena e não resulta da relação com esses dados. B) 4,43 L corresponde a usar 27 no lugar de 300 K, ou seja, subtrair 273 como se a temperatura fosse dada em Celsius. D) 24,63 L é o resultado para 1 mol, pois ignora os 2,00 mol informados. E) 4.986,00 L resulta de uma conversão indevida de unidade de pressão, que não é necessária porque o R já está em atm.
- Conclusão: o volume ocupado pelo gás é 49,26 L, o que coincide com o gabarito oficial C.
💡 Dica: Aplique a equação dos gases ideais para encontrar o volume.
Alternativa por alternativa
O aluno parece ter invertido operações na isolação de V ou ter tratado a relação como se o volume fosse multiplicado por grandezas em denominadores de forma incorreta, chegando a um valor minúsculo.
Por que engana: Confundir a relação entre pressão e volume, aplicando a fórmula de forma incorreta ou utilizando unidades erradas.
O aluno usou 27 como temperatura, subtraindo 273 de 300 como se o valor estivesse em Celsius. Não percebeu que a temperatura já está em kelvin e que a equação exige kelvin.
Isolando o volume na equação dos gases ideais, obtém-se V = nRT/P. Substituindo os dados: V = (2,00 mol)(0,0821 L·atm/(mol·K))(300 K)/(1,00 atm) = 49,26 L.
O aluno calculou corretamente nRT/P mas com n = 1 mol, ignorando a quantidade de 2,00 mol informada no enunciado.
O aluno aplicou uma conversão de unidade de pressão desnecessária e no sentido errado, multiplicando o resultado por um fator próximo de 101 (ligado a kPa ou Pa). Como R já está em L·atm/(mol·K), a pressão deve permanecer em atm.
Raio-X da questão
gases ideais
avaliacao
equação dos gases ideais · unidades de pressão e volume
Revisar a equação dos gases ideais e suas aplicações.
Confundir a relação entre pressão e volume, aplicando a fórmula de forma incorreta ou utilizando unidades erradas.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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