Três recipientes indeformáveis A, B e C, todos com volumes iguais, contêm, respectivamente, três diferentes…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Três recipientes indeformáveis A, B e C, todos com volumes iguais, contêm, respectivamente, três diferentes gases de comportamento ideal, conforme a descrição contida na tabela abaixo. | Recipiente | Gás armazenado | Temperatura | Pressão | |------------|-------------------|-------------|---------| | A | hélio (He) | 400 K | 3 atm | | B | nitrogênio (N2) | 600 K | 4,5 atm | | C | oxigênio (O2) | 200 K | 1 atm | Os balões são interligados entre si por conexões de volumes desprezíveis, que se encontram fechadas pelas válvulas 1 e 2. O sistema completo encontra-se ilustrado na figura a seguir. Ao serem abertas as válvulas 1 e 2, a mistura gasosa formada teve sua temperatura estabilizada em 300 K. Desse modo, a pressão interna final do sistema é igual a (Mackenzie 2012)
- A) 1,5 atm.
- B) 2,0 atm.
- C) 2,5 atm.
- D) 3,0 atm.
- E) 3,5 atm.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Como as válvulas são abertas, os três balões passam a formar um único sistema de volume 3V (cada balão tem volume V e as conexões são desprezíveis). Como o gás está no mesmo sistema, cada gás se espalha pelo volume total. Passo 2: Use a equação de Clapeyron para cada gás, PV = nRT, e calcule a pressão parcial de cada um no estado final (300 K, volume 3V). Para um gás com pressão inicial P_i e temperatura inicial T_i, a pressão parcial final é P_i x 300 / (3 x T_i). Passo 3: Aplique aos gases. Para o hélio: 3 x 300 / (3 x 400) = 0,75 atm. Para o nitrogênio: 4,5 x 300 / (3 x 600) = 0,75 atm. Para o oxigênio: 1 x 300 / (3 x 200) = 0,5 atm. Passo 4: Pela lei de Dalton, a pressão total da mistura é a soma das pressões parciais: 0,75 + 0,75 + 0,5 = 2,0 atm. Portanto a alternativa correta é a B. Por que as outras estão erradas: a A (1,5 atm) ignora completamente o oxigênio; a C (2,5 atm) desconsidera a correção de temperatura e o gás C; a D (3,0 atm) resulta de dividir a soma por 2 volumes em vez de 3; a E (3,5 atm) surge de um erro no cálculo das pressões parciais, como aplicar a razão de temperaturas ao contrário.
💡 Dica: Use a equação dos gases ideais e a conservação do número de mols para calcular a pressão final.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente as pressões parciais de hélio e nitrogênio (0,75 atm cada), mas esqueceu de incluir o oxigênio na soma, obtendo 1,5 atm.
CORRETA. Ao calcular o número de mols de cada gás e aplicar a lei dos gases ideais para a mistura a 300 K, obtém-se 2,0 atm como pressão final.
O aluno aplicou a divisão por 3 (diluição) às pressões iniciais de A e B sem a correção de temperatura, obtendo (3 + 4,5) / 3 = 2,5 atm, e ignorou o gás C.
O aluno somou corretamente as contribuições dos três gases, mas dividiu o resultado por 2 em vez de 3, ou seja, considerou um volume total de 2V e esqueceu um dos balões.
O aluno errou na correção de temperatura ao calcular as pressões parciais, por exemplo invertendo a razão T_final/T_inicial em algum gás, e por isso chegou a um valor maior que o real.
Raio-X da questão
gases ideais, pressão, temperatura
avaliacao
equação dos gases ideais · leis dos gases
Estude a equação dos gases ideais e a relação entre pressão, volume e temperatura.
Confundir temperatura absoluta com temperatura em graus Celsius ou não aplicar corretamente a conservação do número de mols na mistura.
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pensamento_critico
cientifico
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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