Questão nº 30
Questão de Gás Natural · FGV EPE 2024 (nº 30)
Um tanque de aço inoxidável com um volume de foi carregado com vapor d'água a uma temperatura de 110°C por meio de um registro. Em seguida, o registro foi fechado e o tanque foi molhado com uma mangueira. Em menos de um minuto, o tanque de grossas paredes foi esmagado, como se tivesse sido pisado por alguma criatura gigantesca de um filme de ficção científica.
Analise as afirmativas a seguir.
I. Na verdade, foi a atmosfera que esmagou o tanque. Quando o tanque foi resfriado pela água, o vapor esfriou e a maior parte se condensou, o que significa que o número N de moléculas de gás e a temperatura T do gás no interior do tanque diminuíram.
II. Considerando a Lei dos Gases Ideais, podemos dizer que a pressão do gás diminuiu porque parte do gás escapou do tanque, uma vez que, a pressão atmosférica não é suficiente para esmagar o tanque de aço.
III. As medidas mostram que se colocarmos 1mol de vários gases em recipientes de mesmo volume e os mantivermos na mesma temperatura, as pressões serão quase iguais. Se repetirmos as medidas com concentrações dos gases cada vez menores, as pequenas diferenças de pressão tendem a desaparecer. Medidas muito precisas mostram que, em baixas concentrações, todos os gases reais obedecem à relação .
Está correto o que se afirma em
- AII, apenas.
- BI e II, apenas.
- CI e III, apenas. (alternativa correta)
- DII e III, apenas.
- EI, II e III.
Resposta comentada
Gabarito Alternativa C
A Lei dos Gases Ideais () descreve o comportamento de gases sob certas condições, relacionando pressão (P), volume (V), número de mols (n), temperatura (T) e a constante dos gases (R). A implosão do tanque é um exemplo de como uma grande diferença de pressão entre o interior e o exterior pode causar danos estruturais.
- (A) Incorreta: Esta alternativa afirma que apenas a II está correta, o que não é verdade, pois a afirmativa II contém um erro fundamental.
- (B) Incorreta: Esta alternativa afirma que I e II estão corretas. A afirmativa II está incorreta porque o gás não escapou do tanque, e sim se condensou.
- (C) Correta: A afirmativa I está correta porque a atmosfera realmente esmagou o tanque. O resfriamento do vapor d'água causou sua condensação (passagem de gás para líquido), o que diminuiu drasticamente o número de moléculas de gás (n) e a temperatura (T) dentro do tanque. De acordo com a Lei dos Gases Ideais (), essa redução de 'n' e 'T' leva a uma queda acentuada da pressão interna (P). Com a pressão interna muito baixa e a pressão atmosférica externa atuando, o tanque implodiu. A afirmativa III está correta porque descreve as condições sob as quais gases reais se aproximam do comportamento de um gás ideal. Em baixas concentrações (ou baixas pressões e altas temperaturas), as interações intermoleculares e o volume próprio das moléculas de gás se tornam desprezíveis, fazendo com que a relação seja uma excelente aproximação para todos os gases.
- (D) Incorreta: Esta alternativa afirma que II e III estão corretas. A afirmativa II está incorreta, como explicado acima.
- (E) Incorreta: Esta alternativa afirma que I, II e III estão corretas. A afirmativa II está incorreta. A armadilha na afirmativa II é sugerir que o gás "escapou" do tanque, quando na verdade o registro foi fechado e a diminuição da pressão se deu pela condensação do vapor d'água, transformando-o em líquido e, assim, removendo-o da fase gasosa que exercia pressão.
Fonte: FGV EPE 2024 Analista de Pesquisa Energética - Gás Natural (Caderno Tipo 1). Reproduzida para fins de estudo.