FMABC 2020 — questão 55 de Física
Enunciado em texto
O pneu de um automóvel foi calibrado à temperatura ambiente, mas, depois de trafegar durante certo tempo, a temperatura do ar no interior do pneu aumentou. Considerando que o ar se comporte como um gás ideal, que não houve vazamento de ar do pneu e que o volume do pneu não variou, pode-se afirmar, sobre o ar no interior do pneu, que
(A) sua pressão diminuiu e sua densidade também diminuiu.
(B) sua pressão aumentou e sua densidade não variou.
(C) sua pressão aumentou e sua densidade também aumentou.
(D) sua pressão aumentou e sua densidade diminuiu.
(E) sua pressão diminuiu e sua densidade não variou.
(Enunciado: Vestibular FMABC 2020, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMABC/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário FMABC e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com a pressão e com a densidade do ar do pneu quando ele esquenta sem vazar e sem mudar de volume.
Passo 1 — a pressão. Massa de gás fixa e volume fixo: é uma transformação isovolumétrica (isocórica). Pela equação dos gases ideais, , com n e V constantes a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta:
A temperatura subiu, então a pressão aumentou.
Passo 2 — a densidade. Densidade é massa dividida por volume, . Não houve vazamento (a massa de ar é a mesma) e o volume não mudou. Então a densidade não variou.
Por que não as outras: (A) e (E) dizem que a pressão diminuiu, contra a lei dos gases; (C) e (D) mudam a densidade, mas nem a massa nem o volume mudaram.
⚠️ A armadilha: pensar que “ar quente é menos denso” e marcar a alternativa D. Isso vale quando o gás pode se expandir (como o ar de um balão aberto); dentro do pneu, que não muda de volume e não vaza, a densidade fica fixa e quem sobe é a pressão.
A ideia em uma frase: gás preso num volume fixo: esquentou, a pressão sobe na mesma proporção da temperatura absoluta, e a densidade não muda.
Resposta: alternativa B (a pressão aumentou e a densidade não variou).
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.
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