Durante um experimento realizado em um laboratório escolar, uma amostra de gás ideal permanece em um…
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
Durante um experimento realizado em um laboratório escolar, uma amostra de gás ideal permanece em um recipiente rígido e fechado. Como o recipiente não se deforma, seu volume é constante; como o sistema é fechado, a quantidade de gás também permanece constante. Inicialmente, o gás está à pressão de 1,0 × 10^5 Pa e à temperatura de 300 K. Em seguida, o recipiente é aquecido até que a temperatura do gás atinja 600 K. Despreze possíveis mudanças no comportamento ideal do gás. Com base nas condições descritas e na relação entre pressão e temperatura de um gás ideal a volume e quantidade de matéria constantes, qual é a pressão final do gás?
- A) 1,0 × 10^5 Pa + 300 Pa
- B) 4,0 × 10^5 Pa
- C) 2,0 × 10^5 Pa
- D) 1,0 × 10^5 Pa
- E) 5,0 × 10^4 Pa
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de transformação. Volume e quantidade de gás são constantes, então a transformação é isocórica (isovolumétrica). Nesse caso, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta, ou seja, P/T é constante (P1/T1 = P2/T2).
- Anote os dados. P1 = 1,0 × 10^5 Pa, T1 = 300 K, T2 = 600 K. A temperatura já está em kelvin, então não é preciso converter.
- Isole a pressão final. P2 = P1 × (T2/T1) = 1,0 × 10^5 × (600/300) = 1,0 × 10^5 × 2 = 2,0 × 10^5 Pa.
- Confira o resultado. A temperatura dobrou e a pressão também dobrou, como esperado para uma relação diretamente proporcional.
- Análise das alternativas erradas. A) soma 300 Pa à pressão inicial, o que não corresponde a nenhuma proporção de temperatura. B) corresponde a elevar a razão 600/300 = 2 ao quadrado, o que não faz parte da lei de Gay-Lussac. D) indica que a pressão não muda, o que só valeria se a temperatura não variasse. E) corresponde a inverter a razão de temperaturas, o que faria a pressão cair, contrariando o aquecimento.
- O gabarito oficial (C) está correto e coincide com a resolução feita de forma independente.
💡 Dica: Aplique a lei dos gases ideais para encontrar P2.
Alternativa por alternativa
Acredita que a pressão aumenta somando um valor fixo à pressão inicial, como se a temperatura fosse um acréscimo aditivo. Não percebe que a relação entre pressão e temperatura é multiplicativa.
Eleva a razão de temperaturas (600/300 = 2) ao quadrado, obtendo fator 4. Aplica uma relação quadrática que não existe para gás ideal em volume constante.
Por que engana: Confundir a relação entre pressão e temperatura, aplicando a fórmula de forma incorreta.
Para volume constante e quantidade de matéria constante, a razão entre a pressão e a temperatura absoluta permanece constante: P1/T1 = P2/T2. Assim, P2 = P1 · (T2/T1) = 1,0 × 10^5 · (600/300) = 2,0 × 10^5 Pa.
Supõe que, por o volume ser constante, a pressão também permanece constante. Confunde a transformação isocórica com a isobárica, em que a pressão é mantida.
Inverte a razão entre as temperaturas, calculando P1 × (T1/T2) = 0,5 × 10^5 Pa. Assim, conclui que a pressão diminui ao aquecer o gás, o que contraria a proporcionalidade direta.
Raio-X da questão
lei dos gases ideais
avaliacao
lei dos gases ideais · relações entre pressão e temperatura
Revisar a relação entre pressão, volume e temperatura em gases ideais.
Confundir a relação entre pressão e temperatura, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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