FAMECA 2023 — questão 40 de Física

Enunciado em texto
Um balão de ar quente foi inflado de modo que no seu interior existiam mols de ar à temperatura de 300 K. Posteriormente, o ar dentro do balão foi aquecido até a temperatura de 350 K e parte do gás escapou, restando, no interior do balão, N mols de ar. Considerando que o ar dentro do balão se comporte como gás ideal, que a pressão desse ar e o volume do balão não se alteraram nesse processo, a relação entre N e é
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(Enunciado: Vestibular FAMECA 2023, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: que fração do ar fica no balão quando ele é aquecido de 300 K para 350 K a pressão e volume constantes.
Passo 1 — Clapeyron com p e V fixos. Pela equação dos gases ideais, pV = nRT. Se p e V não mudam, o produto nT também não muda:
Passo 2 — isolar N.
Faz sentido: ao aquecer, cada mol de ar passa a ocupar mais volume; como o balão não cresce, parte do ar sai, e fica menos de N₀.
⚠️ A armadilha: elevar ao quadrado sem motivo, chegando a 36/49 (A), ou calcular a fração que escapou (1/7, alternativa D) em vez da que ficou.
A ideia em uma frase: com pressão e volume fixos, o número de mols é inversamente proporcional à temperatura absoluta.
Resposta: alternativa B ().
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.