Leia o texto abaixo:
“Os gases ideais são caracterizados por três variáveis de estado que definem seu comportamento: pressão, volume e temperatura.”
As três variáveis de estado dos gases ideais são:
a) Força, aceleração e velocidade
b) Pressão, velocidade e massa
c) Energia, temperatura e tempo
d) Pressão, volume e temperatura

Passo 1

O enunciado apresenta a frase: “Os gases ideais são caracterizados por três variáveis de estado que definem seu comportamento: pressão, volume e temperatura.”
Pede-se escolher, entre quatro alternativas (a, b, c, d), quais são “as três variáveis de estado dos gases ideais”.
Informações fornecidas:
  • A frase do enunciado afirma explicitamente quais são as três variáveis: pressão, volume e temperatura.
    O que o problema quer: indicar qual alternativa corresponde a essas três variáveis.

Passo 2

Entender o que significa “variável de estado” de forma bem didática.
Uma variável de estado é uma grandeza física que descreve o estado macroscópico do sistema e cujo valor depende apenas do estado atual (não do caminho). Exemplos clássicos: pressão, volume, temperatura, energia interna. Isso quer dizer que, para definir completamente o estado de um gás ideal em equilíbrio termodinâmico, costuma-se usar essas grandezas.

Passo 3

Apresentar a lei dos gases ideais — a relação que liga pressão, volume e temperatura — para reforçar que essas três aparecem naturalmente juntas. A lei dos gases ideais é:
P V = n R T
onde:
  • P é a pressão do gás (unidade SI: \mathrm{Pa});
  • V é o volume ocupado pelo gás (unidade SI: \mathrm{m}^3);
  • n é a quantidade de substância (em mols, unidade: \mathrm{mol});
  • R é a constante universal dos gases ideais (valor aproximado 8{,}314\\ \mathrm{J\,mol^{-1}K^{-1}});
  • T é a temperatura absoluta (unidade: \mathrm{K}).
    Essa equação mostra diretamente que pressão, volume e temperatura são as grandezas que definem o comportamento macroscópico de um gás ideal.

Passo 4

Explicar cada uma das três grandezas citadas para fixar bem:
  • Pressão ( P): força por unidade de área exercida pelas partículas do gás sobre as paredes do recipiente. Unitariamente medida em \mathrm{Pa} ( 1\\ \mathrm{Pa}=1\\ \mathrm{N/m^2}).
  • Volume ( V): espaço tridimensional ocupado pelo gás, medido em \mathrm{m}^3.
  • Temperatura ( T): medida da energia cinética média das partículas; em termodinâmica usa-se a escala Kelvin ( \mathrm{K}).
    Essas três são variáveis de estado porque mudanças no estado do gás são descritas por alterações em P, V e T.

Passo 5

Eliminar as alternativas incorretas, explicando por que cada uma não corresponde ao que foi pedido:
  • (a) Força, aceleração e velocidade — são grandezas de mecânica, não formam a tríade que descreve o estado termodinâmico de um gás ideal.
  • (b) Pressão, velocidade e massa — contém pressão, mas “velocidade” e “massa” não são as três variáveis de estado padrão; a massa (ou quantidade de matéria n) pode ser relevante, mas a alternativa troca volume/temperatura por velocidade, o que está errado.
  • (c) Energia, temperatura e tempo — embora energia e temperatura estejam relacionadas, “tempo” não é uma variável de estado (o estado não depende do tempo em si), e a tríade correta inclui pressão e volume.
  • (d) Pressão, volume e temperatura — coincide exatamente com a frase dada e com a lei dos gases ideais \,P V = n R T\,, portanto é a resposta correta.

Passo 6

Resumo motivador: a equação dos gases ideais mostra que, para especificar o estado de um gás ideal (à quantidade n fixa), é suficiente conhecer qualquer duas entre P, V e T; por isso essas três são as variáveis de estado clássicas. Respira fundo: essa pergunta é direta — a alternativa que repete o enunciado é a certa.

Resposta

d) Pressão, volume e temperatura

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