Em algumas situações de resgate, bombeiros utilizam cilindros de ar comprimido para garantir condições normais…
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 algumas situações de resgate, bombeiros utilizam cilindros de ar comprimido para garantir condições normais de respiração em ambientes com gases tóxicos. Esses cilindros, cujas características estão indicadas na tabela, alimentam máscaras que se acoplam ao nariz. Quando acionados, os cilindros fornecem para a respiração, a cada minuto, cerca de 40 litros de ar, à pressão atmosférica e temperatura ambiente. Nesse caso, a duração do ar em um desses cilindros seria de aproximadamente [IMAGEM] [FUVEST 2008 - Questão 15] FUVEST - 2008
- A) 20 minutos.
- B) 30 minutos.
- C) 45 minutos.
- D) 60 minutos.
- E) 90 minutos.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o que a questão pede. Queremos o tempo, em minutos, que o ar de um cilindro dura quando a máscara consome cerca de 40 litros por minuto, à pressão atmosférica. Para isso, precisamos saber quantos litros de ar, medidos à pressão atmosférica, o cilindro armazena. Essa informação está na tabela da figura, com o volume interno do cilindro e a pressão do ar comprimido.
- Converta o ar comprimido em ar à pressão atmosférica. Como a temperatura é considerada constante, vale a lei de Boyle: pressão vezes volume permanece constante. Assim, o volume de ar que o cilindro libera à pressão atmosférica é igual à pressão interna do cilindro (em atmosferas) multiplicada pelo seu volume interno (em litros). Usando os dados da tabela, esse produto dá cerca de 1800 litros.
- Calcule a duração. Divida o volume total de ar pela vazão consumida por minuto: 1800 litros divididos por 40 litros por minuto resultam em 45 minutos. Portanto, a alternativa correta é a C.
- Verifique as alternativas erradas. A alternativa A (20 minutos) seria obtida com um volume de ar muito menor que o correto. A alternativa B (30 minutos) também subestima o volume total de ar. A alternativa D (60 minutos) superestima o volume, correspondendo a cerca de 2400 litros. A alternativa E (90 minutos) exige cerca de 3600 litros, o que ultrapassa muito o ar realmente armazenado.
💡 Dica: Utilize a relação entre volume, pressão e temperatura para calcular a duração do ar.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente calcula o volume de ar disponível de forma incorreta, obtendo algo próximo de 800 litros, e não multiplica corretamente o volume do cilindro pela pressão.
O aluno aplica a lei de Boyle com erro na multiplicação ou esquece parte do fator de pressão, chegando a cerca de 1200 litros de ar disponível.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre pressão e volume, aplicando a fórmula de forma incorreta e, assim, calcular um tempo de duração errôneo.
CORRETA. Calcula corretamente o tempo com base no consumo.
O aluno obtém cerca de 2400 litros de ar por erro de cálculo na multiplicação do volume pela pressão, ou na divisão final, e não percebe a discrepância com os dados da tabela.
O aluno acredita que a pressão do cilindro dobra ou triplica a quantidade de ar disponível em relação ao volume correto, ou usa a relação de Boyle no sentido invertido, chegando a cerca de 3600 litros.
Raio-X da questão
gases ideais, pressão, volume, duração
avaliacao
gases ideais · pressão e volume
Revisar a lei dos gases ideais e cálculos envolvendo pressão e volume.
O aluno pode confundir a relação entre pressão e volume, aplicando a fórmula de forma incorreta e, assim, calcular um tempo de duração errôneo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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