Questão 119 do ENEM 2023

Question

De acordo com a Constituição Federal, é competência 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.ibam.org.br. Acesso em: 6 jul. 2015 (adaptado).

Suponha um frasco metálico de um aerossol de capacidade igual a 100\text{ mL}, contendo 0{,}1\text{ mol} de produtos gasosos à temperatura de 650\ ^\circ\text{C}, no momento da explosão.

Considere: R = 0{,}082\ \frac{\text{L} \cdot \text{atm}}{\text{mol} \cdot \text{K}}

A pressão, em atm, dentro do frasco, no momento da explosão, é mais próxima de

A
756.
B
533.
C
76.
D
53.
E
13.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 119 do ENEM 2023

2º dia · Ciências da Natureza · H21 · Física: Gases ideais e transformações gasosas

De acordo com a Constituição Federal, é competência 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.ibam.org.br. Acesso em: 6 jul. 2015 (adaptado).

Suponha um frasco metálico de um aerossol de capacidade igual a 100\text{ mL}, contendo 0{,}1\text{ mol} de produtos gasosos à temperatura de 650\ ^\circ\text{C}, no momento da explosão.

Considere: R = 0{,}082\ \frac{\text{L} \cdot \text{atm}}{\text{mol} \cdot \text{K}}

A pressão, em atm, dentro do frasco, no momento da explosão, é mais próxima de

A
756.
B
533.
C
76.
D
53.
E
13.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Como o frasco contém gás, usamos a equação de Clapeyron: PV = nRT, isolando a pressão: P = \frac{nRT}{V}.

O ponto crítico é a unidade: R está em \text{L}\cdot\text{atm}/(\text{mol}\cdot\text{K}), então o volume deve estar em litros e a temperatura em kelvin.

Volume: 100\ \text{mL} = 0{,}1\ \text{L}.
Temperatura: T = 650 + 273 = 923\ \text{K}.
Quantidade de gás: n = 0{,}1\ \text{mol}.

Substituindo:

P = \frac{0{,}1 \cdot 0{,}082 \cdot 923}{0{,}1}

O 0{,}1 do número de mols cancela com o 0{,}1 do volume:

P = 0{,}082 \cdot 923 \approx 75{,}7\ \text{atm}

Esse valor é mais próximo de 76 atm. É uma pressão muito acima da que a embalagem suporta, o que explica a explosão.

Alternativa C.

Pegadinha: A conversão de unidades: o volume em mL (100) precisa virar 0,1 L e a temperatura em °C precisa virar kelvin; esquecer isso leva a valores como 756 ou 13.

Por que as outras alternativas estão erradas

AUsa o volume como 0,01 L ou erra a potência de dez, obtendo 10 vezes o valor correto (757).
BNão é obtida por nenhuma conta coerente; parece vir de usar temperatura ou volume incorretos.
DValor sem base na conta correta; possivelmente vem de usar temperatura errada (cerca de 650 K).
EUsa volume em mL ou erra a conversão, obtendo valor muito abaixo do correto.

Assunto: Gases ideais e transformações gasosas.

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