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Considere dois balões infláveis, de propaganda, fabricados com tecido de poliéster inextensível. Um dos balões…

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

Considere dois balões infláveis, de propaganda, fabricados com tecido de poliéster inextensível. Um dos balões tem iluminação interna feita com uma lâmpada incandescente, que dissipa muita energia por efeito Joule, e o outro com uma lâmpada LED, de baixa dissipação se comparada à incandescente. Supondo que, após inflados com a mesma pressão, os balões sejam vedados e não tenham vazamentos, é correto afirmar que, após ligadas as iluminações dos dois balões, (UECE 2019)

A) o balão com a lâmpada incandescente terá sua pressão interna menor que a do balão com LED.
B) as temperaturas nos balões se manterão iguais, tendo em vista que as pressões iniciais eram idênticas.
C) o balão com a lâmpada incandescente terá sua temperatura interna menor que a do balão com LED.
D) o balão com a lâmpada incandescente terá sua pressão interna maior que a do balão com LED.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Os balões são feitos de tecido inextensível e estão vedados, então o volume de gás em cada um permanece praticamente constante durante o aquecimento. Passo 2: A energia elétrica dissipada pela lâmpada se transforma em energia térmica que aquece o gás interno. Como a lâmpada incandescente dissipa muito mais energia por efeito Joule do que a lâmpada LED, o gás do balão incandescente recebe mais energia e sua temperatura sobe mais. Passo 3: Como o volume é constante e a quantidade de gás não muda, vale a relação de Gay-Lussac: a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta (P/T = constante). Logo, o balão com a lâmpada incandescente, que fica mais quente, terá pressão interna maior que a do balão com LED. Passo 4: Análise das demais alternativas. A está errada, pois a pressão do balão incandescente é maior, e não menor. B está errada, pois mesmo partindo da mesma pressão inicial, o aquecimento diferente faz as temperaturas finais se diferenciarem. C está errada, pois o balão incandescente é o que atinge a maior temperatura, e não a menor. Passo 5: Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Analise o efeito da dissipação de energia na pressão interna dos balões.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno supõe que a lâmpada incandescente aquece menos o gás ou que perde o calor para fora, esquecendo que a energia dissipada fica dentro do balão. Assim, conclui que a pressão do balão incandescente seria menor.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno acha que, por a pressão inicial ser igual, a temperatura final também deve ser igual, ignorando que as lâmpadas fornecem quantidades de energia diferentes ao gás ao longo do tempo.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno inverte o sentido do enunciado, interpretando a baixa dissipação da lâmpada LED como indício de maior temperatura interna, e conclui que o balão incandescente fica mais frio.

D Correta

CORRETA. A lâmpada incandescente dissipa mais energia térmica, elevando a temperatura do gás dentro do balão; como o volume é fixo e o balão está vedado, a pressão interna aumenta em relação ao balão com LED.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

efeito Joule e pressão interna

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

propriedades dos gases · efeito Joule

📚 Reveja

estude o efeito Joule e propriedades dos gases em recipientes fechados

⚠️ Erro mais comum

Confundir dissipação de energia com aumento de pressão sem considerar o sistema fechado e a inextensibilidade do tecido.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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