Ano 2023#matematica

Sobre o tema

Esta questão aborda a relação entre pressão e temperatura de um gás ideal sob volume constante, um conceito fundamental da termodinâmica. O problema contextualiza a importância de verificar a pressão dos pneus a frio, conforme recomendado por fabricantes, devido à dependência da pressão com a temperatura. Utilizando a lei dos gases ideais (PV = nRT), quando o volume e a quantidade de gás são constantes, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta (em Kelvin). Assim, durante o resfriamento, a pressão diminui linearmente com a temperatura, resultando em um gráfico de linha reta passando pela origem (se a temperatura estiver em Kelvin). Compreender essa relação é crucial para a segurança veicular e para a interpretação de gráficos em problemas de física e matemática aplicada.

Tópicos relacionados

  • Lei dos Gases Ideais
  • Relação pressão-temperatura a volume constante
  • Transformação isocórica
  • Escala Kelvin de temperatura
  • Segurança veicular e pressão dos pneus

Enunciado

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![](https://enem.dev/2023/questions/132/99a53ed4-bbd2-4aa0-9301-ee4cd640a4b6.jpg) no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era ![](https://enem.dev/2023/questions/132/2367c9cb-2c1a-4b79-b582-86fc01088ff8.jpg). 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 x T) são representados pelo gráfico:

Alternativas

  • A)
  • B)
  • C)
  • D)
  • E)
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Perguntas frequentes

Por que a pressão dos pneus aumenta com a temperatura?

De acordo com a lei dos gases ideais, a pressão de um gás confinado a volume constante é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. Ao aquecer, as moléculas de ar se movem mais rápido e colidem com mais frequência nas paredes do pneu, elevando a pressão.

O que é uma transformação isocórica?

Transformação isocórica é um processo termodinâmico no qual o volume do sistema permanece constante. Nesse caso, a pressão varia linearmente com a temperatura absoluta, conforme a lei de Gay-Lussac.

Por que a temperatura deve estar em Kelvin na lei dos gases?

A lei dos gases ideais utiliza a escala Kelvin porque ela é uma escala absoluta, com zero absoluto representando a ausência total de energia cinética molecular. Isso garante proporcionalidade direta entre pressão e temperatura.

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