ENEM 2023 — questão 97 de Física

Gabarito CGases — equação de Clapeyron2º dia · Aplicação regular · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 97 de Física do ENEM 2023

Enunciado em texto

De acordo com a Constituição Federal, é competência dos municípios o gerenciamento dos serviços de limpeza e coleta dos resíduos urbanos (lixo). No entanto, há relatos de que parte desse lixo acaba sendo incinerado, liberando substâncias tóxicas para o ambiente e causando acidentes por explosões, principalmente quando ocorre a incineração de frascos de aerossóis (por exemplo: desodorantes, inseticidas e repelentes). A temperatura elevada provoca a vaporização de todo o conteúdo dentro desse tipo de frasco, aumentando a pressão em seu interior até culminar na explosão da embalagem.

ZVEIBIL, V. Z. et al. Cartilha de limpeza urbana. Disponível em: www.ibam.org.br. Acesso em: 6 jul. 2015 (adaptado).

Suponha um frasco metálico de um aerossol de capacidade igual a 100 mL, contendo 0,1 mol de produtos gasosos à temperatura de 650 °C, no momento da explosão. Considere: R = 0,082 L·atm/(mol·K).

A pressão, em atm, dentro do frasco, no momento da explosão, é mais próxima de

A 756.

B 533.

C 76.

D 53.

E 13.

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.

Resolução comentada

O que a questão pede: a pressão dentro do frasco de aerossol no instante da explosão.

Passo 1 — a equação. Gás com quantidade de matéria conhecida, num volume conhecido, a uma temperatura conhecida: é Clapeyron, PV=nRTPV=nRT.

Passo 2 — arrume as unidades. O RR dado está em L⋅atm/(mol⋅K)\text{L}\cdot\text{atm}/(\text{mol}\cdot\text{K}), então:

• V=100 mL=0,1 LV=100\ \text{mL}=0{,}1\ \text{L}

• T=650 ∘C=650+273=923 KT=650\ ^\circ\text{C}=650+273=923\ \text{K} — temperatura absoluta, sempre

• n=0,1 moln=0{,}1\ \text{mol}

Passo 3 — isole e calcule.

P=nRTV=0,1⋅0,082⋅9230,1=0,082⋅923≈76 atmP=\dfrac{nRT}{V}=\dfrac{0{,}1\cdot 0{,}082\cdot 923}{0{,}1}=0{,}082\cdot 923\approx 76\ \text{atm}

Repare que nn e VV têm o mesmo valor numérico e se cancelam — a conta fica só 0,082×9230{,}082\times 923.

O erro que a prova espera: usar T=650T=650 em vez de 923 K923\ \text{K} dá 53 atm53\ \text{atm}, que é exatamente a alternativa D. Converter para kelvin não é formalidade: é o que faz a conta.

Resposta: alternativa C (76 atm).

Resolução em vídeo

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