Um termômetro a gás, mantido à pressão constante, tem volume V1 = 2,00×10^-3 m³ à temperatura T1 = 20,0 °C. Se…
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
Um termômetro a gás, mantido à pressão constante, tem volume V1 = 2,00×10^-3 m³ à temperatura T1 = 20,0 °C. Se o volume aumenta para V2 = 2,40×10^-3 m³ mantendo P constante, calcule a temperatura final T2. Use a lei de Charles V/T = constante e T(K)=T(°C)+273,15.
- A) T2 = 40 °C
- B) T2 = 351,6 K ˜ 78,6 °C.
- C) T2 = 50 °C
- D) T2 = 100 °C
- E) T2 = 300 K
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converter a temperatura inicial para kelvin: T1 = 20,0 + 273,15 = 293,15 K. A lei de Charles diz que, com pressão constante, V/T é constante, logo V1/T1 = V2/T2.
- Isolar T2: T2 = T1 × (V2/V1). A razão entre os volumes é 2,40×10^-3 / 2,00×10^-3 = 1,20.
- Calcular: T2 = 293,15 × 1,20 = 351,78 K, que é aproximadamente 351,8 K.
- Converter para Celsius: T2 = 351,78 - 273,15 = 78,63 °C, ou seja, cerca de 78,6 °C.
- Comparar com o gabarito. Resolvi sem olhar o gabarito e cheguei à alternativa B, que traz 78,6 °C corretos. Há apenas uma imprecisão de arredondamento na parte em kelvin: 351,6 K está levemente abaixo do valor exato (351,78 K), pois esse número corresponde a usar T1 = 293 K. O valor em Celsius, que é o que realmente identifica a alternativa, está correto.
- Por que as outras estão erradas: A) 40 °C não resulta de multiplicar a temperatura pela razão dos volumes; C) 50 °C não corresponde a nenhuma proporção entre volumes e temperaturas; D) 100 °C é muito maior que o resultado correto; E) 300 K está próximo de T1 em kelvin, mas ignora o aumento de volume e a proporcionalidade.
💡 Dica: Aplique a lei de Charles para encontrar T2.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente multiplicou a temperatura inicial pelo valor 2 (de 2,00) ou dobrou 20 °C, tratando a razão dos volumes como se fosse 2 em vez de 1,20.
Por que engana: Confundir a conversão de temperatura entre Celsius e Kelvin, resultando em um valor incorreto para T2.
Converter T1 para kelvin: T1 = 20,0 °C = 293,15 K. Pela lei de Charles V1/T1 = V2/T2 ? T2 = V2·T1/V1 = 2,40×10^-3·293,15/2,00×10^-3 = 351,6 K = 78,6 °C.
O aluno somou à temperatura inicial um acréscimo arbitrário (cerca de 30 °C) sem usar a proporcionalidade direta entre volume e temperatura absoluta.
O aluno pode ter associado o resultado a 100 °C, a temperatura de ebulição da água, usando a intuição do dia a dia em vez do cálculo com a lei de Charles.
O aluno arredondou T1 para cerca de 300 K e não aplicou a razão 1,20 entre os volumes, achando que a temperatura quase não muda quando o volume aumenta.
Raio-X da questão
lei de Charles
avaliacao
lei de Charles · conversao de Celsius para Kelvin
Revisar a lei de Charles e conversão de temperaturas.
Confundir a conversão de temperatura entre Celsius e Kelvin, resultando em um valor incorreto para T2.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Durante uma experiência, um estudante mediu a temperatura de um gás em um recipiente fechado. O volume inicial era de 2…
- Num termômetro de gás a volume constante, a pressão é P1 = 1,00×105 Pa à temperatura T1 = 20 °C. Se a pressão aumenta…
- Gás ideal em volume fixo: P1 = 1,00×10^5 Pa a T1 = 27 °C. Aquecendo para T2 = 127 °C (volume constante), calcule P2…
- Durante uma atividade de Física em uma escola brasileira, estudantes colocaram uma amostra de gás ideal em uma seringa…
- Um recipiente rígido e vedado contém gás ideal com pressão inicial P1 = 1,20×10^5 Pa e temperatura T1 = 293 K. O gás é…
- Em um laboratório escolar, um gás é mantido em um cilindro com êmbolo móvel, de modo que a pressão externa permaneça…
Todas as questões de Escalas Termométricas e Dilatação Térmica
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog