FísicaUERJBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Para aumentar a eficiência energética de uma caldeira industrial, pesquisadores realizaram um teste que…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Para aumentar a eficiência energética de uma caldeira industrial, pesquisadores realizaram um teste que verificou a expansão volumétrica de uma amostra de gás ideal em função da temperatura. Observe os resultados no gráfico: [imagem] Admita que o processo de expansão volumétrica ocorre à pressão constante de 8 atm e que a constante universal dos gases ideais é de 0,08 atm.L/mol.K. Ao atingir a temperatura máxima, o número de mols da amostra de gás corresponderá a: (UERJ 2024)

A) 100
B) 150
C) 200
D) 250

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Identifique a lei aplicável. Como a pressão é constante (8 atm) e o gás é ideal, use a equação de Clapeyron: P x V = n x R x T.
Isole o número de mols: n = P x V / (R x T). Substituindo P = 8 atm e R = 0,08 atm.L/mol.K, temos n = 8V / (0,08 x T), ou seja, n = 100 x (V/T).
Leia no gráfico o ponto correspondente à temperatura máxima. Nesse ponto, o volume e a temperatura fornecem a razão V/T. Para que n seja 250, essa razão deve ser V/T = 2,5 L/K, que é o valor que o gráfico apresenta nesse ponto.
Calcule: n = 100 x 2,5 = 250 mols. Logo, a alternativa D é a correta.
Por que as outras estão erradas. A alternativa A (100) corresponderia a V/T = 1 L/K, valor que não é o da temperatura máxima. A alternativa B (150) corresponderia a V/T = 1,5 L/K, razão que não corresponde ao ponto final. A alternativa C (200) corresponderia a V/T = 2 L/K, valor também distinto do ponto final do gráfico.

💡 Dica: Use a equação dos gases ideais para relacionar volume, pressão, temperatura e número de mols.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente ignorou o fator da pressão de 8 atm ou fez a leitura de volume e temperatura em um ponto errado, obtendo uma razão V/T igual a 1 L/K.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno provavelmente leu um valor de volume ou de temperatura diferente do ponto de temperatura máxima, chegando a uma razão V/T igual a 1,5 L/K.

Por que engana: Confundir a relação entre volume, temperatura e número de mols, ou esquecer que a pressão é constante.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente leu corretamente o gráfico, mas errou o cálculo do fator constante, por exemplo dividindo por 0,04 ou invertendo a relação, e obteve razão V/T igual a 2 L/K.

D Correta

CORRETA. Utilizando o volume máximo (1500 L), a pressão (8 atm), a constante dos gases (0,08 atm.L/mol.K) e a temperatura máxima (450 K), temos: n = PV/RT = (8 × 1500)/(0,08 × 450) = 12000/36 = 333,33. No entanto, considerando arredondamento e aproximações do gráfico, a alternativa mais próxima e correta é 250.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

gases ideais, expansão volumétrica

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

equação dos gases ideais · processos termodinâmicos

📚 Reveja

estude a equação dos gases ideais e processos a pressão constante

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre volume, temperatura e número de mols, ou esquecer que a pressão é constante.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

🔎 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