Questão 132 do ENEM 2023 — Ciências da Natureza

Entendendo a situação

Os pneus, após a viagem, esfriam da temperatura $T_0$ (mais alta) até a temperatura ambiente $T$ (mais baixa). Durante esse resfriamento, o texto garante duas coisas:

• o volume dos pneus não muda (transformação isocórica, ou seja, a volume constante);
• a quantidade de ar permanece a mesma (número de mols $n$ constante).

Além disso, o ar é tratado como gás ideal. Queremos o gráfico da pressão $P$ em função da temperatura $T$.

A lei dos gases ideais

Pela Equação de Clapeyron: $P \cdot V = n \cdot R \cdot T$ onde $P$ é a pressão, $V$ o volume, $n$ o número de mols, $R$ a constante universal dos gases e $T$ a temperatura absoluta (em Kelvin).

Analisando a transformação

Como $V$ e $n$ são constantes, isolamos $P$: $P = \left(\frac{n \cdot R}{V}\right) \cdot T$ O termo entre parênteses só reúne constantes; chame-o de $k$. Então: $P = k \cdot T$ Essa é uma função linear do tipo $y = a \cdot x$. No gráfico $P \times T$, isso corresponde a uma reta que passa pela origem $(0,0)$: a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Portanto, se $T$ diminui, $P$ diminui na mesma proporção — nunca o contrário, e nunca com um deles fixo.

Identificando o gráfico correto

O gráfico procurado deve reunir três características:

1. ser um segmento de reta (não uma curva, nem um degrau);
2. essa reta, se prolongada, deve passar pela origem (não pode ter pressão positiva quando $T$ tende a zero);
3. como é um resfriamento, a orientação do processo vai de $T_0$ (maior) para $T$ (menor), com $P$ e $T$ diminuindo juntas.

Com esses critérios eliminamos: gráficos com pressão constante (transformação isobárica, não isocórica), gráficos em curva (proporcionalidade inversa, que não é o caso), retas de inclinação negativa e retas que não passam pela origem. O gráfico que apresenta um segmento de reta partindo da origem, percorrido de $T_0$ para $T$ com queda simultânea de $P$ e $T$, é a alternativa E.