Pular para o conteúdo principal

Questão de Física — Física Térmica - Termologia — CESPE / CEBRASPE 2025

FísicaFísica Térmica - Termologia
Código
ce221676
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
UERR
Ano
2025
Nível
Médio
Cargo
Vestibular
Se um gás ideal ocupa um volume de 12 L a 300 K e 1 atm, então, se a temperatura for aumentada para 600 K mantendo-se a pressão constante, o volume desse gás será
  1. A6 L.
  2. B12 L.
  3. C18 L.
  4. D24 L.
  5. E36 L.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoD — 24 L.

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”.

Resolução

Gabarito: letra D — a conta chega a 24 L (alternativa D).

A ideia por trás

Quando um gás é aquecido ou resfriado, seu volume e sua temperatura podem mudar. Numa transformação isobárica, a pressão é mantida constante e o volume do gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta (em Kelvin). Isso significa que, se a temperatura dobra, o volume também dobra; se a temperatura cai pela metade, o volume também cai pela metade. Essa relação é conhecida como Lei de Charles e é válida para gases ideais com massa fixa. Nesta questão, a pressão é constante e a temperatura dobra de 300 K para 600 K, então o volume deve dobrar, partindo de 12 L para 24 L.

O que a questão dá

  • volume inicial = 12 L

  • temperatura inicial = 300 K

  • temperatura final = 600 K

  • pressão constante = 1 atm

O que queremos: o volume final do gás

Passo 1 — Identificar a transformação isobárica

Antes de qualquer conta, precisamos reconhecer que a pressão é constante. Isso define qual lei usar: quando a pressão não muda, volume e temperatura são diretamente proporcionais (Lei de Charles). Se confundirmos com outra transformação, o resultado sai errado.

NÃO CAIA NESSA!

Achar que é uma transformação isotérmica (temperatura constante) e usar a Lei de Boyle, o que levaria a dividir o volume por 2.

Passo 2 — Escrever a Lei de Charles

Com a pressão constante, a relação entre volume e temperatura é fixa: a razão V/T é sempre a mesma. Isso nos permite montar uma equação com os valores iniciais e finais.

Por que esta fórmula: A Lei de Charles afirma que, para uma massa fixa de gás a pressão constante, o volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Por isso, a razão entre volume e temperatura é constante: V₁/T₁ = V₂/T₂.

V1T1=V2T2\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}

De onde vem cada valor: V1V_1 = enunciado: 12 L · T1T_1 = enunciado: 300 K · V2V_2 = é o que queremos descobrir · T2T_2 = enunciado: 600 K

12300=V2600\frac{12}{300} = \frac{V_2}{600}
NÃO CAIA NESSA!

Usar as temperaturas em Celsius em vez de Kelvin. Aqui já estão em Kelvin, mas se não estivessem, seria preciso converter.

Passo 3 — Isolar o volume final

A equação tem o V₂ no denominador da fração da direita. Para descobrir seu valor, precisamos isolá-lo, multiplicando ambos os lados por T₂.

Por que esta fórmula: Multiplicar os dois lados por T₂ elimina o denominador da direita, deixando V₂ sozinho.

V2=V1×T2T1V_2 = V_1 \times \frac{T_2}{T_1}

De onde vem cada valor: V1V_1 = passo 2: 12 L · T2T_2 = enunciado: 600 K · T1T_1 = enunciado: 300 K

V2=12×600300V_2 = 12 \times \frac{600}{300}
NÃO CAIA NESSA!

Inverter a razão, usando T₁/T₂, o que daria 6 L em vez de 24 L.

Passo 4 — Calcular o volume final

Agora é só fazer a aritmética: 600 dividido por 300 dá 2, e 12 vezes 2 dá 24. Como a temperatura dobrou, o volume dobra.

V2=12×2=24=24 LV_2 = 12 \times 2 = 24 = \boxed{24\ \text{L}}
NÃO CAIA NESSA!

Errar a divisão 600/300 e achar 3 em vez de 2, o que levaria a 36 L.

Resposta: 24 L (alternativa D)

Link permanente: /questoes/ce221676