AcheProvas - Provas e Gabaritos

Questão 117 de vestibular, ENEM 2024

Prova: ENEM 2024 - 2º Dia – Caderno 5 – Amarelo – Reaplicação/PPL, 2024

Enunciado

Uma equipe de pesquisadores interessados em estudar a concentração de ozônio em uma região da atmosfera planeja enviar um balão para captar dados meteorológicos a 20 000 m de altitude. Para recuperar os dados captados pelo dispositivo de medida, o balão precisa estourar quando atingir a altitude desejada e retornar ao solo, o que ocorrerá quando seu volume atingir o valor limite a partir do qual não há mais expansão. As figuras mostram a forma do balão e como a temperatura e a pressão atmosférica variam com a altitude em relação ao nível do mar.

Trecho original com figura, tabela ou fórmula da questão 117 do ENEM 2024 - 2º Dia – Caderno 5 – Amarelo – Reaplicação/PPL.

Para essa situação, considera-se o gás dentro do balão e os gases atmosféricos como gases ideais. Assume-se também que a pressão interna ao balão depende somente da pressão atmosférica.

Quantas vezes o raio do balão deve aumentar para captar os dados meteorológicos desejados?

A)
10,00
B)
8,00
C)
2,83
D)
2,00
E)
1,25
Ver resposta correta e explicação

Alternativa correta: D

2,00

Por quê: Utilizando a equação geral dos gases ideais, determinamos a variação do volume do balão entre o solo (altitude zero) e a altitude de 20.000 m, utilizando os dados de pressão e temperatura fornecidos pelos gráficos. No solo ($P_1 = 100\text{ kPa}$, $T_1 = 300\text{ K}$) e a $20\text{ km}$ de altitude ($P_2 \approx 10\text{ kPa}$, $T_2 \approx 240\text{ K}$), calculamos a razão de volumes $V_2/V_1 = (P_1/P_2) \times (T_2/T_1) \approx 8$. Como o volume de uma esfera é proporcional ao cubo do raio ($V \propto r^3$), a razão entre os raios é a raiz cúbica de 8, resultando em 2.

Explicação sugerida por IA; confira o gabarito oficial da prova.

Outras questões da mesma prova

Continue estudando