Tecnologista – Especialidade: Desenvolvimento e Integração de Instrumentação Científica e Planejamento e Execução de Atividades em Laboratórios de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico
Considere-se que uma bomba turbomolecular tenha sido utilizada para evacuar e manter o vácuo de uma câmara que continha, inicialmente, a mesma quantidade de matéria dos gases hélio, neônio, argônio, criptônio e xenônio. Nesse caso, após a pressão dentro da câmara se estabilizar, os átomos que terão maior concentração na composição do gás residual dentro da câmara serão os de
Aneônio.
Bhélio.
Cxenônio.
Dcriptônio.
Eargônio.
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GabaritoB — hélio.
Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.
Bomba turbomolecular e gás residual
Gabarito: letra B (hélio). A bomba turbomolecular remove gases por transferência de momento: moléculas mais leves, como o hélio, são mais difíceis de serem capturadas e ejetadas, permanecendo em maior concentração no gás residual. Essa é a lógica por trás da questão, que exige conhecer o princípio de funcionamento desse tipo de bomba de vácuo.
A bomba turbomolecular é uma bomba de vácuo de alta velocidade que funciona como uma turbina: pás rotativas em alta rotação colidem com as moléculas do gás, transferindo momento e direcionando-as para a exaustão. A eficiência desse processo depende da massa molecular: moléculas mais leves (menor massa) recebem menos momento por colisão e são mais difíceis de serem direcionadas, resultando em uma menor probabilidade de serem removidas. Assim, após a estabilização da pressão, os gases mais leves tendem a permanecer em maior proporção no interior da câmara.
Entre os gases listados — hélio (He, massa molar ≈ 4 g/mol), neônio (Ne, ≈ 20 g/mol), argônio (Ar, ≈ 40 g/mol), criptônio (Kr, ≈ 84 g/mol) e xenônio (Xe, ≈ 131 g/mol) — o hélio é o mais leve. Portanto, é o que terá maior concentração no gás residual.
1Pás rotativas em alta rotação
2Colidem com moléculas do gás
3Transferem momento e direcionam à exaustão
4Moléculas leves recebem menos momento
5Ficam retidas na câmara
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Alternativa A — ❌ Incorreta
O neônio é mais leve que o argônio, criptônio e xenônio, mas mais pesado que o hélio. Como a bomba remove menos eficientemente os gases mais leves, o neônio teria concentração residual menor que a do hélio.
Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO
O hélio é o gás mais leve entre os listados (massa molar ≈ 4 g/mol). A bomba turbomolecular é menos eficiente na remoção de moléculas leves, pois elas recebem menos momento por colisão com as pás. Portanto, o hélio permanece em maior concentração no gás residual.
Alternativa C — ❌ Incorreta
O xenônio é o gás mais pesado da lista (massa molar ≈ 131 g/mol). Moléculas pesadas são mais facilmente capturadas e ejetadas pela bomba, resultando em menor concentração residual.
Alternativa D — ❌ Incorreta
O criptônio (massa molar ≈ 84 g/mol) é mais pesado que o hélio, neônio e argônio, sendo removido com maior eficiência. Sua concentração residual seria menor que a do hélio.
Alternativa E — ❌ Incorreta
O argônio (massa molar ≈ 40 g/mol) é mais pesado que o hélio e o neônio, sendo removido com maior eficiência. Sua concentração residual seria menor que a do hélio.
NÃO CAIA NESSA!
A banca explora a intuição de que gases mais pesados são mais difíceis de bombear. Na verdade, é o oposto: a bomba turbomolecular remove mais facilmente moléculas pesadas, pois elas recebem mais momento nas colisões. O candidato que inverte essa lógica marca xenônio (letra C), mas o correto é hélio (letra B).
PEGA ESSA DICA!
Para questões sobre bombas de vácuo, lembre-se: turbomolecular → mais leve fica; difusora → mais pesado fica. Compare sempre as massas molares dos gases envolvidos.