Em uma aula de Química, uma estudante utiliza um recipiente com êmbolo móvel para estudar a relação entre a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Química, uma estudante utiliza um recipiente com êmbolo móvel para estudar a relação entre a quantidade de gás e o volume ocupado. Inicialmente, o recipiente contém 0,50 mol de um gás ideal e ocupa 2,0 L. Ao adicionar mais gás, ela mantém a temperatura constante e ajusta o êmbolo para que a pressão permaneça igual à inicial. Na nova condição, a quantidade de gás passa a ser 1,00 mol. Com base nessa situação, qual será o volume ocupado pelo gás na nova condição?
- A) 4,0 L
- B) 8,0 L
- C) 1,0 L
- D) 3,0 L
- E) 2,0 L
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique as grandezas. A temperatura e a pressão são mantidas constantes, então se trata de uma transformação isobárica e isotérmica de um gás ideal. Nessa condição, o volume é diretamente proporcional à quantidade de matéria (lei de Avogadro): V = k·n, sendo k constante.
- Calcule a constante de proporcionalidade com a condição inicial. k = V1/n1 = 2,0 L / 0,50 mol = 4,0 L/mol.
- Aplique a mesma constante à nova condição. V2 = k·n2 = 4,0 L/mol × 1,00 mol = 4,0 L.
- Verifique pela razão entre as duas condições. Como n dobrou (de 0,50 para 1,00 mol), o volume também deve dobrar (de 2,0 L para 4,0 L). Esse resultado confirma a alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa B (8,0 L) aplicaria o fator de aumento duas vezes. A alternativa C (1,0 L) inverteria a proporção, como se o volume diminuísse ao aumentar a quantidade de gás. A alternativa D (3,0 L) somaria 1,0 L ao volume inicial, o que não reflete a proporção direta. A alternativa E (2,0 L) manteria o volume inicial, ignorando que o êmbolo se ajusta para manter a pressão.
💡 Dica: Use a relação direta entre volume e quantidade de matéria em gases ideais.
Alternativa por alternativa
Com temperatura e pressão constantes, o volume de uma quantidade fixa de gás é diretamente proporcional à quantidade de matéria. Como a quantidade de gás dobrou, de 0,50 mol para 1,00 mol, o volume também deve dobrar: V₂ = 2 × 2,0 L = 4,0 L.
O aluno entende que o volume deve crescer proporcionalmente ao número de mols, mas aplica o fator de aumento duas vezes, obtendo 2,0 × 2 × 2 = 8,0 L.
O aluno inverte a relação, supondo que o volume diminui quando a quantidade de gás aumenta, possivelmente confundindo a lei de Avogadro com a lei de Boyle (pressão e volume inversamente proporcionais).
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre volume e quantidade de matéria, pensando que o volume deve diminuir ao dobrar a quantidade de gás.
O aluno trata o acréscimo de 0,50 mol como um acréscimo aditivo de volume, somando 2,0 + 1,0 = 3,0 L, em vez de usar a proporcionalidade direta entre volume e quantidade de matéria.
O aluno supõe que o volume do recipiente permanece fixo, ignorando que o êmbolo é móvel e se ajusta para manter a pressão constante, o que permite a variação do volume.
Raio-X da questão
leis dos gases, volume e quantidade de matéria
avaliacao
lei de Boyle · relações entre volume e quantidade de gás
Revisar a relação entre volume e quantidade de matéria em gases ideais.
O aluno pode confundir a relação entre volume e quantidade de matéria, pensando que o volume deve diminuir ao dobrar a quantidade de gás.
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