ENEM 2023 — Questão 98: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa E
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A questão aborda o comportamento dos gases perfeitos, que seguem a lei de Boyle e a lei de Charles.
O manual de um automóvel alerta sobre os cuidados em relação à pressão do ar no interior dos pneus. Recomenda-se que a pressão seja verificada com os pneus frios (à temperatura ambiente). Um motorista, desatento a essa informação, realizou uma viagem longa sobre o asfalto quente e, em seguida, verificou que a pressão P zero no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era T zero. Após um longo período em repouso, os pneus do carro atingiram a temperatura ambiente T. Durante o resfriamento, não há alteração no volume dos pneus e na quantidade de ar no seu interior. Considere o ar dos pneus um gás perfeito (também denominado gás ideal). Durante o processo de resfriamento, os valores de pressão em relação à temperatura (P versus T) são representados pelo gráfico:
Resolução comentada da questão 98 do ENEM 2023
Resolução
A questão aborda o comportamento dos gases perfeitos, que seguem a lei de Boyle e a lei de Charles. De acordo com a lei de Charles, para um gás ideal mantido a volume constante, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta (em Kelvin). Isso significa que, se a temperatura de um gás diminui, sua pressão também deve diminuir, desde que o volume e a quantidade de gás permaneçam constantes.
No cenário apresentado, o motorista verifica a pressão dos pneus após uma viagem longa, quando os pneus estão quentes e a pressão é maior do que a recomendada. Ao deixar os pneus esfriarem até a temperatura ambiente, a pressão deve diminuir, refletindo a relação inversa entre pressão e temperatura. Portanto, ao analisar o gráfico que representa a relação entre pressão (P) e temperatura (T), a alternativa correta deve mostrar uma diminuição da pressão conforme a temperatura se aproxima da temperatura ambiente.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta alternativa está errada porque sugere que a pressão aumenta à medida que a temperatura diminui, o que contradiz a lei de Charles. Para um gás ideal, a pressão deve cair quando a temperatura diminui, não aumentar.
(B) Esta alternativa está errada pois apresenta uma relação linear incorreta entre pressão e temperatura. A relação deve ser uma curva que mostra a diminuição da pressão conforme a temperatura diminui, não uma linha reta que sugere um comportamento diferente.
(C) Esta alternativa está errada porque indica que a pressão permanece constante durante o resfriamento. No caso de um gás ideal, a pressão não pode permanecer constante se a temperatura está mudando, especialmente quando o volume e a quantidade de gás são fixos.
(D) Esta alternativa está errada porque sugere que a pressão aumenta inicialmente e depois diminui, o que não é consistente com o comportamento esperado de um gás ideal. A pressão deve diminuir continuamente à medida que a temperatura se aproxima da temperatura ambiente.
(E) Esta é a alternativa correta. Ela representa adequadamente a relação entre pressão e temperatura, mostrando que a pressão diminui à medida que a temperatura dos pneus se aproxima da temperatura ambiente, conforme esperado para um gás ideal.
Conceito-chave para revisar
A questão testa a compreensão da lei de Charles, que descreve a relação entre pressão e temperatura de um gás ideal. Para aprofundar-se, é recomendável revisar os conceitos de gases perfeitos, suas leis e como elas se aplicam em situações práticas, como a verificação da pressão de pneus.
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