UEM 2021 (PAS, etapa 2) — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Os balões de ar quente (composto de mistura de gases) sobem para a atmosfera devido a algumas transformações gasosas ocorridas em seu interior. Sobre essa observação e conceitos físico-químicos aplicáveis, assinale o que for correto.
(01) Nos balões, a densidade do ar interno é maior que a densidade do ar externo.
(02) Segundo a teoria de Gay-Lussac, a pressão dos gases é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta quando o volume é mantido constante.
(04) Se dois gases diferentes exibem comportamento ideal, o coeficiente de dilatação para esses dois gases é igual.
(08) A temperatura do ar não depende do grau de agitação das moléculas.
(16) O ar responde rigorosamente às leis da teoria cinética dos gases, pois é uma mistura de gases ideais.
(Enunciado: PAS UEM 2021, etapa 2 — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: julgar afirmações sobre o balão de ar quente e o comportamento dos gases.
(01) Falsa. O balão sobe porque o ar de dentro, aquecido, é menos denso que o de fora: o empuxo (peso do ar externo deslocado) supera o peso do balão com o ar interno.
(02) Verdadeira. Em volume constante, : pressão e temperatura absoluta são diretamente proporcionais. Essa lei é atribuída a Gay-Lussac (que a estabeleceu experimentalmente) e, em muitos livros, também a Charles.
(04) Verdadeira. Todos os gases ideais têm o mesmo coeficiente de dilatação, (a 0 °C, sob pressão constante), independentemente da natureza do gás. É isso que permite definir a escala absoluta de temperatura.
(08) Falsa. A temperatura é justamente a medida do grau de agitação (energia cinética média) das moléculas.
(16) Falsa. O ar real só se aproxima de um gás ideal (a baixas pressões e temperaturas não muito baixas). Nenhum gás real segue “rigorosamente” o modelo da teoria cinética.
Atenção: nos livros brasileiros, o nome “lei de Gay-Lussac” costuma ir para a transformação isobárica (), e a isocórica () é chamada de lei de Charles; fora do Brasil, é comum o contrário. A relação física da (02) está correta; considerei a afirmação verdadeira pelo conteúdo.
⚠️ A armadilha: na (16), tomar o modelo pela realidade. O gás ideal é uma idealização útil, e o ar só obedece a ela aproximadamente.
A ideia em uma frase: ar quente é menos denso e por isso sobe; no gás ideal, p/T é constante a volume constante, e o coeficiente de dilatação é o mesmo para todos.
Resposta: soma 06 (02 + 04).
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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