UFRGS 2019 — questão 12 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar três afirmações sobre gases ideais. A ferramenta é a equação de Clapeyron, $pV = nRT$, que vale para qualquer gás ideal, seja ele qual for.

I — correta. Com pressão constante, $V/T$ é constante, então $\Delta V = V_0\,\Delta T / T_0$. A dilatação só depende do volume inicial, da temperatura inicial e da variação de temperatura, que são iguais para os dois gases. A natureza do gás não aparece: todos os gases ideais se dilatam igualmente.

II — correta. É a hipótese de Avogadro. De $pV = nRT$:

$$n = \frac{pV}{RT}$$

Mesmos p, V e T dão o mesmo número de mols, logo o mesmo número de moléculas, qualquer que seja o gás.

III — correta. É a lei de Charles e Gay-Lussac: com p constante, $V = (nR/p)\,T$, ou seja, V é diretamente proporcional a T, com a temperatura em kelvin (escala absoluta).

⚠️ A armadilha: achar que gases “diferentes” têm de se comportar de modo diferente e descartar I ou II. No modelo de gás ideal, o tipo de molécula não entra na equação: só contam p, V, T e o número de partículas.

A ideia em uma frase: pV = nRT não pergunta qual é o gás: por isso todas as três afirmações valem para qualquer gás ideal.

Resposta: alternativa E (I, II e III).