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Questão 121 de vestibular, ENEM 2024

Prova: ENEM 2024 - 2º Dia – Caderno 8 – Verde (Ampliada) – Reaplicação/PPL, 2024

Enunciado

Enunciado original completo da questão 121 do ENEM 2024 - 2º Dia – Caderno 8 – Verde (Ampliada) – Reaplicação/PPL, página 20.

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 20000 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.

Dispositivo para obtenção de dados DX E co |Mesosfera E co |Mesosfera O Troposfera o Troposfera Temperatura (K) Pressão (kPa)

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)
Alternativa E da questão 121 do ENEM 2024 - 2º Dia – Caderno 8 – Verde (Ampliada) – Reaplicação/PPL.
Ver resposta correta e explicação

Alternativa correta: D

2,00

Por quê: Utilizando a equação geral dos gases ideais, relaciona-se a pressão, o volume e a temperatura inicial (ao nível do mar) e final (a 20.000 m). Pelos gráficos, ao nível do mar a pressão é de 100 kPa e a temperatura de 300 K, enquanto a 20 km de altitude a pressão é de 10 kPa e a temperatura é de 210 K. Substituindo esses valores, encontra-se que o volume final é cerca de 8 vezes o volume inicial, e como o volume de uma esfera é proporcional ao cubo do raio, a razão entre os raios é a raiz cúbica de 8, que resulta em 2.

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

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