PUC-RS 2014 (inverno) — questão 5 de Física

Gabarito EGases — umidade relativa e massa de vapor no ar de uma salaConcurso Vestibular · Inverno
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 5 de Física do PUC-RS 2014 (inverno)

Enunciado em texto

A umidade relativa é a razão obtida dividindo-se a massa de vapor de água presente num dado volume de ar pela massa de vapor de água que poderia estar presente nesse mesmo volume e à mesma temperatura, caso o ar estivesse saturado. Portanto, ar saturado de vapor de água tem umidade relativa de 100%.

Verifica-se, que numa sala com 320 m³ de ar a 23º C, a umidade relativa é de 50%. Sabendo-se que ar saturado a 23º C contém 20 gramas de vapor de água por metro cúbico de ar e que a massa específica da água é 1,0 kg/L, conclui-se que, se todo o vapor de água presente na sala fosse liquefeito, seria possível obter um volume de água de

(A) 2,0 L

(B) 2,5 L

(C) 2,8 L

(D) 3,0 L

(E) 3,2 L

(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2014 (Inverno) — 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: quantos litros de água daria todo o vapor da sala.

Passo 1 — o vapor por metro cúbico. Saturado, o ar teria 20 g/m³; com umidade relativa de 50%, tem a metade:

0,50×20=10 g/m30{,}50 \times 20 = 10\ \text{g/m}^3

Passo 2 — o vapor na sala inteira:

m=10×320=3 200 g=3,2 kgm = 10 \times 320 = 3\,200\ \text{g} = 3{,}2\ \text{kg}

Passo 3 — o volume de água líquida. Com 1,0 kg por litro:

V=3,2 kg1,0 kg/L=3,2 LV = \frac{3{,}2\ \text{kg}}{1{,}0\ \text{kg/L}} = 3{,}2\ \text{L}

⚠️ A armadilha: esquecer os 50% e usar o ar saturado: 20×320=6,420 \times 320 = 6{,}4 kg, ou seja, 6,4 L, que nem está nas alternativas. A umidade relativa diz que fração da capacidade máxima está ocupada.

A ideia em uma frase: massa de vapor = umidade relativa × massa de saturação por m³ × volume da sala.

Resposta: alternativa E (3,2 L).

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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