FUVEST 2011 — questão 18 de Física

Gabarito DGases — equação de Clapeyron (éter evaporado num frasco)1ª fase · Caderno V
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 18 de Física do FUVEST 2011

Enunciado em texto

Um laboratório químico descartou um frasco de éter, sem perceber que, em seu interior, havia ainda um resíduo de 7,4 g de éter, parte no estado líquido, parte no estado gasoso. Esse frasco, de 0,8 L de volume, fechado hermeticamente, foi deixado sob o sol e, após um certo tempo, atingiu a temperatura de equilíbrio T=37T = 37 °C, valor acima da temperatura de ebulição do éter. Se todo o éter no estado líquido tivesse evaporado, a pressão dentro do frasco seria

a) 0,37 atm.

b) 1,0 atm.

c) 2,5 atm.

d) 3,1 atm.

e) 5,9 atm.

Note e adote: No interior do frasco descartado havia apenas éter. Massa molar do éter = 74 g. K = °C + 273. RR (constante universal dos gases) = 0,08 atm⋅L/(mol⋅K)0{,}08\ \text{atm} \cdot \text{L/(mol} \cdot \text{K)}.

(Enunciado: Vestibular FUVEST 2011, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)

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

Resolução comentada

O que a questão pede: a pressão do éter, todo transformado em gás, dentro do frasco fechado.

Passo 1 — o número de mols:

n=mM=7,474=0,1 moln = \frac{m}{M} = \frac{7{,}4}{74} = 0{,}1\ \text{mol}

Passo 2 — a temperatura em kelvin (a equação dos gases só funciona na escala absoluta):

T=37+273=310 KT = 37 + 273 = 310\ \text{K}

Passo 3 — equação de Clapeyron. Com R em atm·L/(mol·K), a pressão sai em atm se o volume estiver em litros:

p=nRTV=0,1×0,08×3100,8p = \frac{nRT}{V} = \frac{0{,}1 \times 0{,}08 \times 310}{0{,}8}

p=2,480,8=3,1 atmp = \frac{2{,}48}{0{,}8} = 3{,}1\ \text{atm}

⚠️ As armadilhas: usar a temperatura em °C (T=37T = 37) dá 0,370{,}37 atm, a alternativa A. Esquecer de dividir pelo volume dá nRT≈2,5nRT \approx 2{,}5, a alternativa C.

A ideia em uma frase: pV = nRT, com n = massa/massa molar e T em kelvin.

Resposta: alternativa D (3,1 atm).

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.

Outras questões de Física do FUVEST 2011

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do FUVEST 2011 →

Mais questões de Termodinâmica e gases, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →