Certa massa fixa de um gás ideal, sob temperatura de 28°C e pressão de 2 atm, foi submetida a uma transformação isocórica, em que sua temperatura foi aumentada em 150 unidades. Dessa forma, é correto afirmar que, durante a transformação,
a) Além do volume, a pressão manteve-se constante.
b) Apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi aumentada para aproximadamente 12 atm.
c) Apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi aumentada para aproximadamente 3 atm.
d) Apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi diminuída para aproximadamente 1 atm.
e) Apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi diminuída para aproximadamente 0,33 atm.

Passo 1

Beleza, vamos resumir o que a questão está falando. Temos uma certa quantidade de gás ideal que, inicialmente, está a 28°C de temperatura e sob uma pressão de 2 atmosferas (atm). Esse gás passa por uma transformação isocórica, ou seja, o volume não muda. Durante essa transformação, a temperatura aumenta em 150 unidades. Vamos usar os conceitos da Lei dos Gases Ideais para descobrir como a pressão muda nessa situação.

Passo 2

Primeiro, precisamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque na física e química usamos a escala Kelvin para fazer os cálculos com gases. A fórmula para converter Celsius para Kelvin é:
T(K) = T(°C) + 273
Então, a temperatura inicial é:
T1 = 28°C + 273 = 301,K
E a temperatura final é:
T2 = 28°C + 150 + 273 = 451,K

Passo 3

Como o volume não está mudando (transformação isocórica), podemos usar a relação da Lei de Charles, que para processos isocóricos relaciona a pressão e a temperatura diretamente. A fórmula é:
P1T1 = P2T2
Onde:
  • $ P_1 $ é a pressão inicial (2 atm)
  • $ T_1 $ é a temperatura inicial (301 K)
  • $ P_2 $ é a pressão final que queremos encontrar
  • $ T_2 $ é a temperatura final (451 K)

Passo 4

Vamos rearranjar a fórmula para resolver $ P_2 $:
P2
Substituindo os valores:
P2 = P1 times T2T1
P2 = 2,atm times 451,K301,K
P2 = 2,atm times 1,497
Arredondando, temos aproximadamente 3 atm.

Resposta

A alternativa correta é a c) Apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi aumentada para aproximadamente 3 atm.

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