O manual de um automóvel alerta sobre os cuidados em relação à pressão do ar no interior dos pneus. Recomenda-se que a pressão seja verificada com os pneus frios (à temperatura ambiente). Um motorista, desatento a essa informação, realizou uma viagem longa sobre o asfalto quente e, em seguida, verificou que a pressão P0 no interior dos pneus não era a recomendada pelo fabricante. Na ocasião, a temperatura dos pneus era T0. Após um longo período em repouso, os pneus do carro atingiram a temperatura ambiente T. Durante o resfriamento, não há alteração no volume dos pneus e na quantidade de ar no seu interior. Considere o ar dos pneus um gás perfeito (também denominado gás ideal).
Durante o processo de resfriamento, os valores de pressão em relação à temperatura (P × T) são representados pelo gráfico:
Esta questão avalia a Lei de Gay-Lussac, que descreve o comportamento de um gás ideal a volume constante. Como o enunciado afirma que o volume dos pneus e a quantidade de ar não se alteram durante o resfriamento, a única variável que muda, além da temperatura, é a pressão.
Para um gás ideal a volume constante, a relação entre pressão e temperatura absoluta é dada por:
\frac{P}{T} = \text{constante} \quad \Rightarrow \quad P = \left(\frac{nR}{V}\right) T
Isso significa que P é diretamente proporcional a T — a relação P × T é uma reta que passa pela origem. O processo de resfriamento leva o sistema do ponto (T_0, P_0) (pneus quentes, após a viagem) para um ponto (T, P) com T < T_0 e P < P_0, percorrendo essa reta em direção à origem.
O gráfico correto, portanto, mostra uma reta com inclinação positiva passando pela origem, com a seta indicando o sentido do resfriamento: de (T_0, P_0) para temperaturas e pressões menores. As demais alternativas são incorretas porque mostram pressão constante durante o resfriamento (processo isobárico), trajetória em L (dois processos distintos), curva hiperbólica (que corresponderia à Lei de Boyle, com temperatura constante e volume variável) ou uma reta que não passa pela origem (relação linear não proporcional, incompatível com gás ideal a volume constante).
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