Em uma atividade de laboratório, uma equipe utiliza um recipiente com gás hélio mantido à temperatura de 300…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de laboratório, uma equipe utiliza um recipiente com gás hélio mantido à temperatura de 300 K. O manômetro indica pressão constante de 2,0 atm, e a quantidade de gás introduzida no recipiente é de 2,0 mol. Considere o hélio um gás ideal e adote R = 0,082 atm·L·mol?¹·K?¹. Para expressar o resultado em metros cúbicos, use 1 m³ = 1 000 L. Com base nos dados do experimento, qual é aproximadamente o volume ocupado pelo gás hélio, em metros cúbicos, segundo a equação dos gases ideais PV = nRT?
- A) 0,246 m³
- B) 0,0246 m³
- C) 24,6 m³
- D) 0,0123 m³
- E) 0,0820 m³
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. P = 2,0 atm, n = 2,0 mol, T = 300 K e R = 0,082 atm·L·mol^-1·K^-1. Queremos o volume V.
- Isole V na equação PV = nRT, obtendo V = nRT / P.
- Substitua os valores no numerador: n·R·T = 2,0 · 0,082 · 300 = 49,2 atm·L.
- Divida pela pressão: V = 49,2 / 2,0 = 24,6 L.
- Converta para metros cúbicos usando 1 m³ = 1 000 L: V = 24,6 / 1 000 = 0,0246 m³. Portanto a alternativa correta é a B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A) 0,246 m³ erra a conversão por um fator de 10, tratando 24,6 L como 2,46 L. C) 24,6 m³ esquece de converter litros em metros cúbicos. D) 0,0123 m³ divide a pressão duas vezes, ou seja, usa 2,0 atm no denominador e ainda divide por 2. E) 0,0820 m³ ignora a temperatura, resultando apenas em n·R/P = 0,082 (o valor de R reaparece como volume).
💡 Dica: Aplique a equação PV = nRT para encontrar o volume.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente 24,6 L, mas errou a conversão para metros cúbicos, deslocando a vírgula em uma casa decimal a mais.
Por que engana: Confundir a relacao inversa entre pressao e volume em gases ideais, ou nao aplicar corretamente a equacao PV=nRT.
Aplicando PV = nRT, obtém-se V = nRT/P. Substituindo os dados: V = (2,0 mol)(0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹)(300 K)/(2,0 atm) = 24,6 L. Como 1 m³ = 1 000 L, V = 24,6/1 000 = 0,0246 m³.
O aluno obteve 24,6 e não fez a conversão de litros para metros cúbicos, tratando o resultado diretamente como m³.
O aluno aplicou a pressão duas vezes no cálculo, dividindo o resultado por 2 novamente, o que leva a 12,3 L e depois a 0,0123 m³.
O aluno esqueceu de multiplicar pela temperatura de 300 K, obtendo apenas n·R/P = 0,082, e interpretou esse valor como volume em m³.
Raio-X da questão
gás ideal
avaliacao
equacao dos gases ideais · unidades de pressao e volume
Revisar a equação dos gases ideais e suas aplicações.
Confundir a relacao inversa entre pressao e volume em gases ideais, ou nao aplicar corretamente a equacao PV=nRT.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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