Em uma atividade experimental, dois recipientes fechados e termicamente isolados contêm a mesma quantidade de…

Questão

Em uma atividade experimental, dois recipientes fechados e termicamente isolados contêm a mesma quantidade de um gás, mantido à temperatura constante de 300 K. O recipiente A tem volume de 2,0 L e pressão interna de 100 kPa. O recipiente B tem volume de 1,0 L e pressão interna de 200 kPa. Nessas condições, o gás apresenta comportamento aproximadamente ideal. Com base nos dados do experimento, qual conclusão explica corretamente a relação entre a pressão e o volume desse gás, mantendo constantes a temperatura e a quantidade de gás?

1. A) A pressão permanece igual nos dois recipientes porque a temperatura e a quantidade de gás são iguais nos dois casos.
2. B) A pressão aumenta quando o volume diminui e diminui quando o volume aumenta, de modo que o produto entre pressão e volume permanece constante.
3. C) A pressão depende apenas da temperatura e da quantidade de gás, independentemente do volume ocupado pelo gás.
4. D) A pressão aumenta quando o volume aumenta e diminui quando o volume diminui, mantendo constantes a temperatura e a quantidade de gás.
5. E) A pressão aumenta quando o volume diminui, mas o produto entre pressão e volume também aumenta nessa transformação.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados. Recipiente A: V = 2,0 L e P = 100 kPa. Recipiente B: V = 1,0 L e P = 200 kPa. A temperatura é constante (300 K) e a quantidade de gás é a mesma nos dois recipientes. Passo 2: Calcule o produto entre pressão e volume em cada recipiente. No recipiente A, P x V = 100 x 2,0 = 200. No recipiente B, P x V = 200 x 1,0 = 200. Passo 3: Como o produto é igual nos dois casos, a pressão e o volume são inversamente proporcionais quando a temperatura e a quantidade de gás são mantidas constantes. Esta é a lei de Boyle, P x V = constante. Passo 4: Verifique a consistência com a equação de estado dos gases ideais, P x V = n x R x T. Para o recipiente A, n = 200/(R x 300). Para o recipiente B, n = 200/(R x 300). Os valores de n coincidem, o que confirma que os dados são coerentes com a enunciado. Passo 5: Analise as alternativas. A está errada, pois a pressão só seria igual se os volumes também fossem iguais, e a temperatura e a quantidade de gás não determinam sozinhas a pressão. C está errada, pois a pressão depende do volume, e não apenas da temperatura e da quantidade de gás. D está errada, pois inverte a relação: quando o volume aumenta, a pressão diminui. E está errada, pois o produto entre pressão e volume permanece constante, e não aumenta. Passo 6: Conclusão. A alternativa B é a correta e coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Pense na quantidade de choques das partículas com as paredes.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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