Por que o pneu parece “mais cheio” depois de pedalar no sol? Em uma oficina comunitaria de ciclismo, um grupo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Por que o pneu parece “mais cheio” depois de pedalar no sol? Em uma oficina comunitaria de ciclismo, um grupo registrou a pressao de um pneu logo cedo e repetiu a medida ao fim de um trajeto. No inicio, o manometro (que mede pressao acima da atmosferica) indicou 240 kPa, com ar ambiente a 20 graus C. Ao terminar, o manometro indicou 300 kPa. Um termometro infravermelho apontou 50 graus C na borracha externa. Para analisar o resultado, o grupo considerou que, durante a medida, o volume do pneu permaneceu aproximadamente constante e que o ar pode ser tratado como gas ideal. Adotou-se pressao atmosferica igual a 100 kPa. Os ciclistas querem publicar uma legenda curta explicando o que os numeros sugerem sobre a temperatura do ar dentro do pneu. Interprete os dados do texto e identifique a legenda que comunica melhor, com base no modelo adotado, a conclusao sobre a temperatura do ar no interior do pneu.
- A) Informar que a pressao final e compativel com ar interno em torno de 70 graus C, maior que a temp. externa medida.
- B) Informar que a pressao final indica ar interno perto de 90 graus C, pois basta usar P2/P1 = 300/240.
- C) Informar que a pressao final confirma que o ar interno ficou a 50 graus C, igual a borracha medida.
- D) Informar que a pressao final mostra que o pneu expandiu e por isso a pressao subiu, mesmo sem aquecer o ar.
- E) Informar que a pressao final so pode ocorrer com vazamento, porque o aquecimento sempre diminui a pressao.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converta as pressões manométricas em absolutas somando a pressão atmosférica de 100 kPa. Inicial: P1 = 240 + 100 = 340 kPa. Final: P2 = 300 + 100 = 400 kPa. Passo 2: Converta as temperaturas para kelvin. Inicial: T1 = 20 + 273 = 293 K. A temperatura final do ar não é a da borracha, que foi medida externamente, por isso será calculada pelo modelo. Passo 3: Como o volume é aproximadamente constante e o ar é tratado como gás ideal, vale a lei de Gay-Lussac: P1/T1 = P2/T2, logo T2 = T1 x (P2/P1). Passo 4: Substitua os valores: T2 = 293 x (400/340) = 293 x 1,176 = cerca de 345 K, que equivale a cerca de 72 graus C. Passo 5: Assim, a temperatura do ar interno é de aproximadamente 70 graus C, maior que os 50 graus C medidos na borracha externa, e a alternativa A é a correta, em concordância com o gabarito. Passo 6: Por que as outras estão erradas: a B ignora a pressão atmosférica; a C confunde a temperatura da borracha com a do ar interno e não condiz com o cálculo; a D contraria a premissa de volume constante, então a pressão sobe por aquecimento; a E inverte o efeito do aquecimento, que aumenta a pressão de um gás em volume constante.
💡 Dica: Use a relação entre pressão e temperatura para calcular a temperatura interna do pneu.
Alternativa por alternativa
Pabs1=240+100=340 kPa, Pabs2=300+100=400 kPa; T2=293*(400/340)=345 K ~ 72 graus C.
O aluno usa as pressões manométricas diretamente na razão 300/240 e ignora que a pressão absoluta inclui a atmosférica, obtendo cerca de 93 graus C e não 72 graus C.
Por que engana: Confundir temperatura da borracha com a temperatura do ar interno ou ignorar a relação entre pressão e temperatura.
O aluno supõe que o ar interno está na mesma temperatura que a borracha externa medida pelo termômetro infravermelho, sem aplicar o modelo de gás ideal.
O aluno acredita que o aumento de pressão pode ocorrer só por expansão do pneu, mas a premissa do enunciado é volume constante, então a variação de pressão se deve à temperatura.
O aluno acha que aquecer um gas diminui a pressão, pensando por senso comum que aquecimento sempre reduz força ou pressão, e por isso conclui que deveria haver vazamento.
Raio-X da questão
gás ideal, pressão, temperatura
avaliacao
leis dos gases ideais · relações pressão e temperatura
estude a lei dos gases ideais e relação pressão-temperatura
Confundir temperatura da borracha com a temperatura do ar interno ou ignorar a relação entre pressão e temperatura.
pensamento_critico
cotidiano
Questões parecidas com resolução
- Em uma oficina de manutenção de máquinas agrícolas, um tratorista calibra um pneu usando uma bomba de ar. Antes da…
- — Se eu deixar um frasco de aerossol no carro fechado ao sol, ele pode estourar? — perguntou um cliente a um tecnico…
- Durante uma atividade de Física, estudantes aqueceram uma bombona rígida, fechada e parcialmente preenchida com ar. Um…
- Para se calibrar o pneu do carro num posto de serviços, a recomendação é colocar cerca 30 PSI, sigla em inglês para a…
- Um motorista estaciona seu carro completamente fechado sob o Sol. Nesse instante, a temperatura no interior do carro é…
- Em uma aula de Física, estudantes colocaram uma quantidade fixa de gás em um cilindro metálico fechado, cujo êmbolo foi…
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