Questão 119 do ENEM 2023 comentada
Cálculo da pressão de um gás ideal em um frasco fechado a partir do volume, da quantidade de matéria e da temperatura.
De acordo com a Constituição Federal, é competencia dos municípios o gerenciamento dos serviços de limpeza e coleta dos resíduos urbanos (lixo). No entanto, há relatos de que parte desse lixo acaba sendo incinerado, liberando substâncias tóxicas para o ambiente e causando acidentes por explosões, principalmente quando ocorre a incineração de frascos de aerossóis (por exemplo: desodorantes, inseticidas e repelentes). A temperatura elevada provoca a vaporização de todo o conteúdo dentro desse tipo de frasco, aumentando a pressão em seu interior até culminar na explosão da embalagem.
ZVEIBIL, V. Z. et al. Cartilha de limpeza urbana. Disponível em: www.lbam.org.br. Acesso em: 6 jul. 2015 (adaptado).
Suponha um frasco metálico de um aerossol de capacidade igual a 100 mL, contendo 0,1 mol de produtos gasosos à temperatura de 650 °C, no momento da explosão.
A pressão, em atm, dentro do frasco, no momento da explosão, é mais próxima de
- A756.
- B533.
- C76.
- D53.
- E13.
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O que a questão cobra
A questão exige aplicar a equação geral dos gases ideais e converter a temperatura de Celsius para kelvin. Também é preciso usar o valor de R indicado na figura.
Resolução
Como o frasco é metálico, seu volume permanece fixo. Para calcular a pressão, usamos a equação dos gases ideais e os dados do enunciado:
contendo 0,1 mol de produtos gasosos à temperatura de 650 °C
A figura informa a constante R = 0,082 L·atm/(mol·K). Antes de substituir os valores, convertemos a temperatura para kelvin:
T = 650 + 273 = 923 K
O volume de 100 mL corresponde a 0,1 L. Aplicando PV = nRT e isolando P:
P = nRT/V
P = (0,1 × 0,082 × 923)/0,1 = 75,686 atm
A pressão calculada é aproximadamente 76 atm. A função da figura é fornecer o valor de R, que permite relacionar pressão, volume, quantidade de gás e temperatura. Como a pergunta pede o valor mais próximo, basta comparar o resultado com as alternativas.
Alternativa por alternativa
- A
756 atm não se sustenta: com esse valor, PV seria 75,6 L·atm, mas nRT é aproximadamente 7,57 L·atm.
- B
533 atm não se sustenta: resultaria em PV = 53,3 L·atm, acima do nRT calculado com os dados do enunciado.
- C
Correta. Está correta: a equação dos gases ideais fornece aproximadamente 75,7 atm, valor mais próximo de 76 atm.
- D
53 atm não se sustenta: produziria PV = 5,3 L·atm, diferente de nRT, que vale aproximadamente 7,57 L·atm.
- E
13 atm não se sustenta: produziria PV = 1,3 L·atm, também incompatível com o nRT calculado.
Para lembrarPara um gás ideal, PV = nRT; use a temperatura em kelvin e unidades compatíveis para volume e constante R.
Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.
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