Questão 119 do Caderno Amarelo do Enem 2023 - Segundo Dia | Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

(Enem 2023) O manual de um automóvel alerta sobre os cuidados em relação à pressão do ar no interior dos pneus. Recomenda-se que a pressão seja verificada com os pneus frios (à temperatura ambiente). Um motorista, desatento a essa informação, realizou uma viagem longa sobre o asfalto quente e, em seguida, verificou que a pressão P0 no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era T0. Após um longo período em repouso, os pneus do carro atingiram a temperatura ambiente T. Durante o resfriamento, não há alteração no volume dos pneus e na quantidade de ar no seu interior. Considere o ar dos pneus um gás perfeito (também denominado gás ideal).

Durante o processo de resfriamento, os valores de pressão em relação à temperatura (P × T) são representados pelo gráfico:

A ) 

B ) 

C ) 

D ) 

E ) 

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Alternativa: E

Explicação:

Relação entre pressão e temperatura nos pneus de um automóvel.

Conhecimentos necessários: termodinâmica, gases perfeitos (gases ideais), lei de Boyle e análise gráfica.

Analisando a situação:

• Um motorista verifica a pressão dos pneus após uma viagem longa (pneus quentes).

• A pressão medida (P0) não é a recomendada pelo fabricante.

• Os pneus resfriam até a temperatura ambiente (T).

• O volume e a quantidade de ar nos pneus permanecem constantes.

Objetivo:

• Determinar a relação entre a pressão (P) e a temperatura (T) durante o processo de resfriamento.

Lei de Boyle:

• A lei de Boyle afirma que a pressão e a temperatura de um gás ideal são diretamente proporcionais, quando o volume é constante.

• Matematicamente: P₁V₁ = P₂V₂ (para T constante).

• Isso significa que, quando a temperatura aumenta, a pressão também aumenta, e vice-versa.

↓P.V = n.R.T↓

Quando V (volume) e n (número de mol do gás)

P (pressão) e T (temperatura) são Diretamente proporcionais.

Análise do gráfico:

• O gráfico mostra uma relação linear entre P e T.

• Essa relação é diretamente proporcional, confirmando a lei de Boyle.

Conclusão:

• Durante o resfriamento, a pressão nos pneus diminui à medida que a temperatura diminui.

• A relação entre P e T é representada por uma linha reta no gráfico.

Resposta:

A alternativa correta é a

E):

E) O gráfico que melhor representa os valores de P × T durante o processo de resfriamento é o gráfico E.

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Dicas para gabaritar:

• Compreenda os conceitos de termodinâmica, gases perfeitos e lei de Boyle.

• Identifique as variáveis constantes e as variáveis que se relacionam no problema.

• Utilize a lei de Boyle para prever como a pressão se altera com a temperatura.

• Analise o gráfico e determine se ele representa a relação proporcional entre P e T.