Em uma aula de Física, uma turma utiliza um recipiente metálico rígido e fechado, contendo uma quantidade fixa…
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
Em uma aula de Física, uma turma utiliza um recipiente metálico rígido e fechado, contendo uma quantidade fixa de gás. Após o sistema atingir o equilíbrio térmico, os estudantes registram os seguintes dados: Temperatura: 300 K | Pressão: 1,0 atm Temperatura: 450 K | Pressão: 1,5 atm Considerando que o volume e a quantidade de gás permanecem constantes, o professor solicita uma previsão para a pressão do gás quando sua temperatura atingir 600 K. Com base nos dados do experimento e na Lei de Gay-Lussac, qual será a pressão do gás a 600 K?
- A) A pressão será de 0,5 atm, pois ao dobrar a temperatura a pressão será reduzida à metade.
- B) A pressão será de 1,0 atm, pois o recipiente fechado impede sua variação.
- C) A pressão será de 2,5 atm, pois a cada aumento térmico soma-se 0,5 atm.
- D) A pressão será de 2,0 atm, pois, a volume e quantidade de gás constantes, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
- E) A pressão será de 1,5 atm, pois a temperatura aumentará apenas uma vez e meia.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique a lei envolvida. Com volume e quantidade de gás constantes, a Lei de Gay-Lussac afirma que a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta, ou seja, a razão P/T permanece constante. Passo 2: Verifique a constância com os dados do experimento: 1,0/300 = 1,5/450 = 1/300. A razão é a mesma nos dois registros, o que confirma a proporcionalidade direta. Passo 3: Aplique a proporção para 600 K: P/600 = 1,0/300, logo P = 600/300 = 2,0 atm. Passo 4: Analise as alternativas erradas. A) A pressão não cai ao aumentar a temperatura; a relação é direta, e 0,5 atm não respeita a proporção. B) O recipiente rígido impede variação de volume, mas não impede variação de pressão; a pressão depende da temperatura. C) A variação não é aditiva; a pressão cresce proporcionalmente à temperatura absoluta, e não soma 0,5 atm a cada etapa. E) A temperatura passou de 300 K para 600 K, ou seja, dobrou, e não aumentou uma vez e meia; 1,5 atm é a pressão a 450 K. Passo 5: Conclusão: a alternativa D é a correta e coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Relacione a pressão e a temperatura usando a Lei de Gay-Lussac.
Alternativa por alternativa
Acredita que a pressão diminui quando a temperatura aumenta, invertendo a relação. Isso ocorre por confusão com a Lei de Boyle, em que pressão e volume são inversamente proporcionais.
Entende que, por o recipiente ser fechado, a pressão não pode variar. Confunde a rigidez do recipiente (volume constante) com pressão constante.
Por que engana: Confundir a relação direta entre pressão e temperatura, afirmando que a pressão diminui com o aumento da temperatura.
Assume que a pressão aumenta de forma aditiva e constante a cada elevação de temperatura, aplicando um padrão linear de soma em vez de proporcionalidade direta com a temperatura absoluta.
A Lei de Gay-Lussac estabelece que, para uma quantidade fixa de gás em volume constante, a razão entre a pressão e a temperatura absoluta permanece constante: P/T = constante. Como a temperatura aumenta de 300 K para 600 K, ela dobra. Portanto, a pressão também dobra, passando de 1,0 atm para 2,0 atm.
Lê a temperatura de 450 K como se fosse o valor final ou multiplica a temperatura por 1,5 em vez de 2, ignorando que 600 K é o dobro de 300 K. Também pode confundir a pressão de 450 K com a resposta pedida.
Raio-X da questão
Lei de Gay-Lussac
avaliacao
Lei de Gay-Lussac · relações entre temperatura e pressão
Revisar a relação entre pressão e temperatura em gases.
Confundir a relação direta entre pressão e temperatura, afirmando que a pressão diminui com o aumento da temperatura.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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