Questão 119 do Enem 2023: a pressão no frasco de aerossol na incineração

Enem 2023 · 2º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 97 · rosa 107 · cinza 127

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C 76.

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 mL, contendo 0,1 mol de produtos gasosos à temperatura de 650 °C, no momento da explosão.

Considere: R = 0,082 L·atm/(mol·K)

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

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Resolução comentada

O que a questão pede

A pressão do gás no frasco no momento da explosão.

Unidades primeiro

Temperatura em kelvin: $T = 650 + 273 = 923$ K.
Volume em litros (por causa do R): $V = 100$ mL $= 0{,}1$ L.

Equação dos gases ideais

P\,V = n\,R\,T \quad\Rightarrow\quad P = \frac{n\,R\,T}{V} = \frac{0{,}1 \cdot 0{,}082 \cdot 923}{0{,}1}

P \approx 75{,}7 \text{ atm} \approx 76 \text{ atm}

Cerca de 76 vezes a pressão atmosférica: por isso o frasco explode.

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Acerta a temperatura em kelvin, mas usa o volume em mL como se fosse dividido por 0,01 L. O volume é 100 mL = 0,1 L. (18,5% marcaram)
B
Foi a mais marcada. Usa a temperatura em graus Celsius (650) e ainda erra o volume: 0,1 · 0,082 · 650 ÷ 0,01 = 533. A equação dos gases exige kelvin. (29,5% marcaram)
D
Usa a temperatura em graus Celsius: 0,1 · 0,082 · 650 ÷ 0,1 ≈ 53. Faltou somar 273. (17,2% marcaram)
E
Não sai de uma conta coerente com os dados. (6,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 2.685.218 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 659 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 23ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram27,2%dos candidatos marcaram a C

Habilidade 21 · Competência 6Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.

Como os candidatos responderam

A18,5%
B29,5% mais marcada
C27,2% ✓ gabarito
D17,2%
E6,6%

Em branco: 1% · Mais de uma marcada: 0%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50024%
500 a 60026%
600 a 70043,5%
700 ou mais88%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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