UPE 2022 (SSA 2) — questão 27 de Física

Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como igual a , , calor específico da água , calor latente de fusão da água , calor latente de vaporização da água , índice de refração do ar , utilize , e a constante universal dos gases ideais , índice de refração da água , constante de Stefan-Boltzmann , use , .
Balão blimp de formato esférico e 2,0 m de diâmetro é utilizado por lojas para fazer propaganda. Esse balão é preenchido por gás Hélio até a pressão de 1,0 atm até 17 °C. Num dia atípico, a temperatura teve uma variação de temperatura de 29 °C, e a pressão manteve-se inalterada a custa do aumento do volume do balão.
Qual foi o aumento da fração do volume nessa amplitude térmica?
A) 1%
B) 5%
C) 10%
D) 15%
E) 29%
(Enunciado: SSA 2 — UPE 2022, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto o volume do balão aumenta, em porcentagem, quando a temperatura sobe 29 °C a pressão constante.
Passo 1 — lei dos gases a pressão constante. Com a quantidade de gás e a pressão fixas, o volume é proporcional à temperatura absoluta (lei de Charles):
Passo 2 — temperatura em kelvin. A temperatura inicial é 17 + 273 = 290 K. Uma variação de 29 °C é também uma variação de 29 K.
Conferindo: o volume vai de V₀ a V₀ · 319/290 = 1,10 V₀. O diâmetro de 2,0 m não entra na conta: a pergunta é a fração, não o volume.
⚠️ A armadilha: usar a temperatura em Celsius: 29/17 daria 170%, absurdo e fora das alternativas. Marcar 29% (alternativa E) é repetir o número da variação de temperatura, sem dividir pela temperatura absoluta.
A ideia em uma frase: a pressão constante, o volume cresce na mesma proporção que a temperatura em kelvin: 29 K sobre 290 K é 10%.
Resposta: alternativa C (10%).
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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