Pular para o conteúdo principal

Questão de Física — Física Térmica - Termologia — FGV 2026

FísicaFísica Térmica - Termologia
Código
fg126369
Banca
FGV
Órgão
AL-GO
Ano
2026
Nível
Médio
Cargo
Assistente Legislativo - Técnico de Refrigeração e Ar-Condicionado
Determinar a pressão é essencial para garantir a segurança operacional, medir o inventário do produto e controlar a eficiência de qualquer sistema que utilize gases pressurizados. Um tanque com capacidade de 0,5 m³ e contém 10 kg de um gás perfeito. A temperatura do gás é de 298 K.Sabendo-se que a constante do gás é de 0,35 kN m/kg K.Dados: 1 N/m² = 1 Pa.A pressão desse gás no tanque é de
  1. A1.250, kPa
  2. B2.890,0 kPa
  3. C850,0 kPa
  4. D1.540,5 kPa
  5. E2.086, 0 kPa
Revelar gabarito e comentário

GabaritoE — 2.086, 0 kPa

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 E — a conta chega a 2.086,0 kPa — alternativa E.

A ideia por trás

A pressão de um gás mede a força que suas moléculas exercem por unidade de área nas paredes do recipiente. Em um gás perfeito, essa pressão depende de três fatores: da quantidade de gás (massa), da temperatura (que mede a agitação das moléculas) e do volume disponível. Quanto mais gás, maior a temperatura e menor o volume, maior a pressão.

A equação de Clapeyron, pV = mRT, resume essa relação: p é a pressão, V o volume, m a massa, R a constante específica do gás e T a temperatura absoluta. Ela mostra que a pressão cresce com a massa e com a temperatura, e diminui quando o volume aumenta. A constante R é uma propriedade de cada gás e, quando dada em kN m/kg K, já fornece a pressão em kPa diretamente, pois 1 kN/m² = 1 kPa.

Nesta questão, conhecemos todos os valores da equação e precisamos apenas isolá-la para a pressão. O cuidado está nas unidades: como R já está em kN m/kg K, o resultado sai em kPa sem conversão.

O que a questão dá

  • volume = 0,5 m³

  • massa = 10 kg

  • temperatura = 298 K

  • constante do gás = 0,35 kN m/kg K

O que queremos: a pressão do gás no tanque

Passo 1 — Escrever a equação de Clapeyron

A equação de Clapeyron relaciona todas as grandezas do problema: pressão, volume, massa, constante do gás e temperatura. É a lei que governa o comportamento de um gás perfeito, e é dela que vamos extrair a pressão.

Por que esta fórmula: É a equação de estado do gás perfeito, que liga as variáveis de estado. Como o problema fornece massa, volume, temperatura e constante, essa é a relação que permite calcular a pressão.

p⋅V=m⋅R⋅Tp \cdot V = m \cdot R \cdot T

De onde vem cada valor: pp = incógnita · VV = enunciado: 0,5 m³ · mm = enunciado: 10 kg · RR = enunciado: 0,35 kN m/kg K · TT = enunciado: 298 K

NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de incluir a massa ou usar o volume no lugar errado.

Passo 2 — Isolar a pressão na equação

Precisamos da pressão sozinha de um lado da igualdade. Como ela está multiplicada pelo volume, dividimos os dois lados por V para isolá-la.

Por que esta fórmula: Manipulação algébrica: para obter p, dividimos ambos os lados por V.

p=m⋅R⋅TVp = \frac{m \cdot R \cdot T}{V}

De onde vem cada valor: mm = enunciado: 10 kg · RR = enunciado: 0,35 kN m/kg K · TT = enunciado: 298 K · VV = enunciado: 0,5 m³

NÃO CAIA NESSA!

Inverter a divisão, multiplicando por V em vez de dividir.

Passo 3 — Substituir os valores na fórmula

Com a fórmula isolada, basta colocar os números do enunciado no lugar das letras para calcular a pressão.

Por que esta fórmula: É a aplicação direta da fórmula isolada no passo anterior.

p=10⋅0,35⋅2980,5p = \frac{10 \cdot 0{,}35 \cdot 298}{0{,}5}

De onde vem cada valor: 1010 = enunciado: massa = 10 kg · 0,350{,}35 = enunciado: constante = 0,35 kN m/kg K · 298298 = enunciado: temperatura = 298 K · 0,50{,}5 = enunciado: volume = 0,5 m³

p=10⋅0,35⋅2980,5p = \frac{10 \cdot 0{,}35 \cdot 298}{0{,}5}
NÃO CAIA NESSA!

Trocar a ordem dos fatores ou usar 0,5 como 5.

Passo 4 — Calcular o numerador

Antes de dividir pelo volume, precisamos do produto da massa, da constante e da temperatura. Isso simplifica a conta.

Por que esta fórmula: Multiplicação direta dos três fatores do numerador.

10⋅0,35⋅298=1.04310 \cdot 0{,}35 \cdot 298 = 1.043

De onde vem cada valor: 1010 = passo 3 · 0,350{,}35 = passo 3 · 298298 = passo 3

10⋅0,35⋅298=1.043=1.04310 \cdot 0{,}35 \cdot 298 = 1.043 = \boxed{1.043}
NÃO CAIA NESSA!

Errar a multiplicação, por exemplo, 10 × 0,35 = 3,5 e depois 3,5 × 298 = 1.043, mas alguns podem calcular 3,5 × 300 = 1.050 e errar.

Passo 5 — Dividir pelo volume

Com o numerador calculado, dividimos pelo volume para obter a pressão. Como o volume é 0,5 m³, dividir por 0,5 equivale a multiplicar por 2.

Por que esta fórmula: A fórmula p = (mRT)/V exige a divisão pelo volume.

p=1.0430,5p = \frac{1.043}{0{,}5}

De onde vem cada valor: 1.0431.043 = passo 4 · 0,50{,}5 = enunciado: volume = 0,5 m³

p=1.0430,5=2.086 kPap = \frac{1.043}{0{,}5} = \boxed{2.086\ \text{kPa}}
NÃO CAIA NESSA!

Dividir por 5 em vez de 0,5, o que daria 208,6 kPa.

Resposta: 2.086,0 kPa — alternativa E

Link permanente: /questoes/fg126369