FisicaNet - Prof. Alberto Ricardo Prass
QUESTÕES RESOLVIDAS
QUESTÕES RESOLVIDAS
Código: ENEM-2023-132
O manual de um automóvel alerta sobre os cuidados com 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 \( P_0 \) no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era \( T_0 \). 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 (\( P \times T \)) são representados pelo gráfico:
Alternativas
A) Gráfico A
B) Gráfico B
C) Gráfico C
D) Gráfico D Correta
E) Gráfico E
Resolução Comentada

ENEM 2023/132

Para resolver esta questão, precisamos entender a relação entre pressão e temperatura para um gás ideal. A equação de estado dos gases ideais é dada por:

\( PV = nRT \)

onde \( P \) é a pressão, \( V \) é o volume, \( n \) é a quantidade de matéria (número de mols), \( R \) é a constante dos gases ideais e \( T \) é a temperatura em Kelvin.

Como o volume \( V \) e a quantidade de ar \( n \) no interior dos pneus não mudam durante o resfriamento, podemos escrever:

\( P \propto T \)

Isso significa que a pressão \( P \) é diretamente proporcional à temperatura \( T \). Portanto, se a temperatura diminui, a pressão também deve diminuir proporcionalmente.

Inicialmente, a pressão é \( P_0 \) e a temperatura é \( T_0 \). Após o resfriamento, a temperatura é \( T \) e a pressão é \( P \). Como \( P \propto T \), podemos escrever:

\( \frac{P}{P_0} = \frac{T}{T_0} \)

Rearranjando para encontrar \( P \), temos:

\( P = P_0 \frac{T}{T_0} \)

Isso mostra que a pressão \( P \) diminui linearmente com a temperatura \( T \). Portanto, o gráfico que representa essa relação é uma linha reta que passa pela origem (0,0) e tem uma inclinação positiva.

O gráfico que melhor representa essa relação é o gráfico E.