Durante o processo de fabricação de um componente, a pressão de um gás precisa ser reduzida do estado 1 (volume, 0,1 m³; pressão, 32 kPa) para o estado 2, como indica a figura, disponível no manual do fabricante.

A alternativa correta é letra D) Lei dos Gases Ideais, que a pressão do gás nesse estado é igual a 4 kPa.

Gabarito: LETRA D.

a)  Lei de Boyle, que a pressão do gás nesse estado é igual a 256 kPa. INCORRETA.

A lei de Boyle estabelece que, para uma quantidade de um gás ideal a uma temperatura constante, a pressão P e o volume V são inversamente proporcionais, ou seja:

P = k cdot dfrac 1 V

Ou seja,

PV = k

Como a temperatura e o número de mols do gás são mantidos constantes no processo de fabricação do componente do enunciado, podemos aplicar a lei de Boyle para encontrar a pressão do gás no estado 2.

Assim, podemos escrever:

P_1 V_1 = P_2 V_2

Logo,

P_2 = dfrac { P_1 V_1 } { V_2 }

P_2 = dfrac { 32 cdot 0,1 } { 0,8 }

P_2 = 4 , kPa

Logo, a pressão do gás no estado 2 é igual a 4 kPa. Alternativa incorreta.

b)  Lei de Charles, que a pressão do gás nesse estado é igual a 256 kPa. INCORRETA.

A lei de Charles estabelece que, em transformações isobáricas, ou seja, a pressão constante, o volume é proporcional à temperatura.  Como essa transformação não ocorre à pressão constante, não aplicamos a lei de Charles. Alternativa incorreta.

c)  Lei de Avogadro, que a pressão do gás nesse estado é igual a 4 kPa. INCORRETA.

A lei de Avogadro estabelece que, volumes iguais de gases nas mesmas condições de temperatura e pressão contém a mesma quantidade de mols. Logo, essa lei não se aplica nessa questão. Alternativa incorreta.

d)  Lei dos Gases Ideais, que a pressão do gás nesse estado é igual a 4 kPa. CORRETA.

Como vimos na alternativa (a), a pressão do gás no estado 2 é igual a 4 kPa. Alternativa correta.

e)  Lei de Gay-Lussac, que a pressão do gás nesse estado é igual a 4 kPa. INCORRETA.

A lei de Gay-Lussac estabelece que, a volume constante, a pressão e a temperatura de um gás ideal são diretamente proporcionais. Logo, essa lei não se aplica a essa questão. Alternativa incorreta.

Portanto, a resposta correta é a alternativa (d).