Um estudante investiga a relação entre a pressão e o volume de um gás em diferentes temperaturas. Se a pressão…
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
Um estudante investiga a relação entre a pressão e o volume de um gás em diferentes temperaturas. Se a pressão em um recipiente de 1 m³ é de 100 kPa e a temperatura é de 300 K, como a pressão varia ao aumentar a temperatura para 600 K, mantendo o volume constante?
- A) 200 kPa
- B) 150 kPa
- C) 100 kPa
- D) 50 kPa
- E) 250 kPa
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de transformação. O volume é mantido constante, então a transformação é isocórica, e a lei de Gay-Lussac vale: a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta, ou seja, P1/T1 = P2/T2.
- Organize os dados. P1 = 100 kPa, T1 = 300 K, T2 = 600 K e P2 é a incógnita. Como as temperaturas já estão em kelvin, não é preciso converter.
- Isole P2. P2 = P1 x T2 / T1 = 100 x 600 / 300 = 100 x 2 = 200 kPa.
- Interprete o resultado. Ao dobrar a temperatura absoluta, a pressão também dobra, passando de 100 kPa para 200 kPa. A alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Analise as demais. A alternativa B (150 kPa) está errada porque a pressão não cresce de forma linear com a diferença de temperatura, e sim na mesma proporção da temperatura absoluta. A alternativa C (100 kPa) está errada porque a pressão mudaria com a temperatura mesmo com volume constante. A alternativa D (50 kPa) está errada porque inverte a razão e faria a pressão cair ao aumentar a temperatura. A alternativa E (250 kPa) está errada porque soma um aumento que não segue a proporcionalidade direta da lei de Gay-Lussac.
💡 Dica: Aplique a lei de Gay-Lussac para resolver a questão.
Alternativa por alternativa
P2 = 100 kPa * (600 K / 300 K) = 200 kPa.
O aluno provavelmente supôs que a pressão aumenta de forma aditiva ou pela média entre os valores, como se 150 kPa fosse um meio-termo entre 100 e 200 kPa, sem aplicar a proporcionalidade com a temperatura absoluta.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre pressão e temperatura, aplicando a lei de Boyle incorretamente ao invés da lei de Charles.
O aluno acredita que, como o volume é constante, a temperatura não afeta a pressão, ignorando que o aquecimento de um gás em recipiente fechado aumenta a pressão.
O aluno inverteu a razão de Gay-Lussac, calculando P2 = P1 x T1 / T2 = 100 x 300 / 600 = 50 kPa, o que faria a pressão diminuir ao aumentar a temperatura.
O aluno somou à pressão inicial uma parcela proporcional à variação de temperatura, tratando a relação como aditiva e não multiplicativa, o que leva ao valor de 250 kPa.
Raio-X da questão
pressão e temperatura de gás
avaliacao
lei de Boyle · relações gasosas
Revisar a lei de Gay-Lussac e suas aplicações em gases.
O aluno pode confundir a relação entre pressão e temperatura, aplicando a lei de Boyle incorretamente ao invés da lei de Charles.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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