PUC-RS 2011 — questão 4 de Física
Enunciado em texto
INSTRUÇÃO: Para responder à questão 4, considere as informações e afirmativas a seguir.
Gases, vapores e misturas de gases e vapores, quando afastados de seus pontos de liquefação, apresentam um comportamento comum descrito pela equação pV=nRT. Portanto, nas mesmas condições de pressão e temperatura, esses sistemas, para um mesmo volume, apresentarão a mesma quantidade de partículas. Assim, se uma molécula de água ingressar no ar, alguma outra deverá sair.
Aplicando essas considerações para o ar seco (com pouco ou nenhum vapor de água) e para o ar úmido (com vapor de água), afirma-se:
I. O ar úmido é mais denso que o ar seco, pois o vapor de água () é mais denso do que o ar seco.
II. O ar úmido é menos denso que o ar seco, porque a massa da molécula de água é menor do que a das moléculas de oxigênio () e nitrogênio ().
III. O ar seco é menos denso que o ar úmido, porque apresenta menor quantidade de moléculas.
A(s) afirmativa(s) correta(s) é/são:
(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e III, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2011 (Verão) — PUCRS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar a densidade do ar úmido com a do ar seco, usando a ideia do texto.
Passo 1 — mesmo volume, mesmo número de moléculas. Pela equação , com p, V e T iguais, o número de mols n é o mesmo. O ar úmido não tem mais moléculas: ele tem algumas moléculas de água no lugar de moléculas de e .
Passo 2 — comparar as massas das moléculas. Massas molares aproximadas:
Trocar uma molécula de 28 ou 32 por uma de 18 diminui a massa contida no mesmo volume. Logo o ar úmido é menos denso que o ar seco.
Julgando as afirmativas:
• I — falsa: é o contrário; a molécula de água é mais leve que as do ar seco.
• II — verdadeira: é exatamente o raciocínio acima.
• III — falsa: nas mesmas condições, os dois têm a mesma quantidade de moléculas (é o que o texto diz), e o ar seco é o mais denso.
⚠️ A armadilha: pensar na água líquida, que é muito mais densa que o ar, e marcar a I. O que está no ar é vapor, e o que conta é a massa de cada molécula.
A ideia em uma frase: mesmo volume, mesmas condições, mesmo número de moléculas; trocar N₂ e O₂ por H₂O, que é mais leve, deixa o ar úmido menos denso.
Resposta: alternativa B (II, apenas).
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.