Insper 2018 (Engenharias) — questão 17 de Física

Enunciado em texto
Na atmosfera superior, representada na figura como Altitude II, a temperatura atinge o valor de –100 ºC, e a densidade do ar é vezes o valor da densidade do ar na atmosfera próxima da crosta terrestre, representada na figura como Altitude I, onde a temperatura é 27 ºC e a pressão é 1 atm.
[Figura: a Terra (“Planeta Terra”) vista como um círculo; de um ponto da superfície sai uma seta vertical para cima, com a marca “Altitude I” logo junto à superfície e a marca “Altitude II” bem mais acima.]
Considerando-se a massa molar média do ar (MM ar) invariável, o valor da pressão, em atm, na Altitude II é
(Dado: PV = nRT; d = m/V; n = m/MM)
(A) .
(B) .
(C) .
(D) .
(E) .
(Enunciado e figura: Vestibular Insper 2018 (1º semestre, Engenharias) — Insper.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Insper Instituto de Ensino e Pesquisa.
Resolução comentada
O que a questão pede: a pressão do ar na Altitude II, conhecendo a razão de densidades e as temperaturas.
Passo 1 — pressão em função da densidade. Juntando os dados, PV = (m/MM)RT. Dividindo por V e usando d = m/V:
Com MM constante, a pressão é proporcional ao produto d·T.
Passo 2 — temperaturas em kelvin.
Passo 3 — a razão das pressões.
⚠️ A armadilha: errar a potência de 10 ao reescrever : passar a vírgula uma casa para a direita diminui o expoente, dando , e não (alternativa D). Outra é usar as temperaturas em Celsius, que daria uma pressão negativa, sem sentido.
A ideia em uma frase: com a massa molar fixa, P = dRT/MM: a pressão é proporcional à densidade vezes a temperatura em kelvin.
Resposta: alternativa E ( 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.
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