COMPORTAMENTO DOS GASES
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
1. FUVEST-SP A figura mostra uma bomba de encher pneu de bicicleta. Quando o êmbolo está todo puxado, a uma distância de 30cm da base, a pressão dentro da bomba é igual à pressão atmosférica normal. A área da seção transversal do pistão da bomba é de 24cm2. Um ciclista quer encher ainda mais o pneu da bicicleta que tem volume de 2,4 litros e já está com uma pressão interna de 3atm. Ele empurra o êmbolo da bomba até o final de seu curso. Suponha que o volume do pneu permaneça constante, que o processo possa ser considerado isotérmico e que o volume do tubo que liga a bomba ao pneu seja desprezível. A pressão final do pneu será, então, de aproximadamente:
a) 1,0 atm
b) 3,0 atm
c) 3,3 atm
d) 3,9 atm
e) 4,0 atm
link para resolução https://youtu.be/srITgVXyXB0
2. UFU Um gás ideal satisfaz a
equação 𝑃1𝑉1 / 𝑇1 = 𝑃2𝑉2 / 𝑇2, onde
P denota pressão, V denota volume e T denota temperatura em Kelvins. Isso
significa que, em um processo
A) adiabático, a temperatura é
inversamente proporcional ao volume.
B) isotérmico, a pressão é
diretamente proporcional ao volume.
C) isobárico, a temperatura é
diretamente proporcional ao volume.
D) isométrico, a pressão é
inversamente proporcional à temperatura.
Link para resolução https://youtu.be/zFSpU0iiIPw
Supondo que o volume do pneu não se altere, a pressão interna de nitrogênio no pneu durante o pouso pode atingir o valor de
(A) 1000 PSI.
(B) 300 PSI.
(C) 600 PSI.
(D) 500 PSI.
(E) 800 PSI.
Link
para resolução https://youtu.be/rj5G2Z9Xu84
4. ENEM Dois
amigos se encontram em um posto de gasolina para calibrar os pneus de suas
bicicletas. Uma das bicicletas é de corrida (bicicleta A) e a outra, de passeio
(bicicleta B). Os pneus de ambas as bicicletas têm as mesmas características,
exceto que a largura dos pneus de A é menor que a largura dos pneus de B. Ao
calibrarem os pneus das bicicletas A e B, respectivamente com pressões de
calibração pA e pB, os amigos observam que o pneu da bicicleta A
deforma, sob mesmos esforços, muito menos que o pneu da bicicleta B. Pode-se
considerar que as massas de ar comprimido no pneu da bicicleta A, mA, e
no pneu da bicicleta B, mB, são diretamente proporcionais aos seus
volumes.
Comparando as pressões e
massas de ar comprimido nos pneus das bicicletas, temos:
A.
PA < PB e mA < mB.
B.
PA > PB e mA < mB.
C.
PA > PB e mA = mB.
D.
PA < PB e mA = mB.
E.
PA > PB e mA > mB
Link
para resolução https://youtu.be/5fTgvGTnLUA
5.PISM Em um laboratório de demonstrações científicas da UFJF, estudantes verificaram a pressão de um gás ideal quando ele se encontrava a 300 K de temperatura, obtendo o valor Pi. Esse gás estava contido em uma garrafa metálica rígida. Após o gás ter sido aquecido, resultando em uma variação de temperatura de 300 oC em relação à temperatura inicial, qual a razão entre a pressão inicial Pi e a pressão final Pf?
a. 1,00
b. 2,00
c. 0,50
d. 0,67
e. 0,33
Link para a resolução https://youtu.be/XY90-3s0HC4
outra versão https://youtu.be/jwBQp72d_yQ
6. UFPR Uma dada quantidade de gás ideal executa o processo termodinâmico apresentado no gráfico a seguir, iniciando no ponto 𝑨 e terminando no ponto 𝑩:
Considere que a temperatura do gás no ponto 𝑨 vale 𝑻𝑨 , e a temperatura no ponto 𝑩 vale 𝑻𝑩 . Com base nas informações fornecidas no enunciado e no gráfico, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da razão 𝑻𝑩/𝑻𝑨 entre as temperaturas dos pontos 𝑩 e 𝑨.
A. 𝑻𝑩/𝑻𝑨 = 3/4
B. 𝑻𝑩/𝑻𝑨 = 4/3
C. 𝑻𝑩/𝑻𝑨 = 2/3
D. 𝑻𝑩/𝑻𝑨 = 1/2
E. 𝑻𝑩/𝑻𝑨 = 3/2
link para resolução https://youtu.be/FyCTYeHzOak
7. FCMSC
Paul Bert (1833-1886), que é considerado o pioneiro do estudo da fisiologia da
altitude, montou em seu laboratório, na Universidade de Sorbonne, uma câmara de
descompressão grande o suficiente para permitir a um homem sentar-se
confortavelmente em seu interior para simular os efeitos da altitude.
Suponha
que, em um de seus estudos, Paul Bert tenha fechado uma pessoa na câmara
contendo, inicialmente, 120 mols de ar e, após fechá-la, reduzido a pressão
para 60% do valor inicial, sem que houvesse alteração da temperatura e do
volume do ar no interior da câmara.
Considerando
o ar como um gás ideal, a quantidade de mols de ar retirados da câmara após o
seu fechamento foi:
(A) 48.
(B)
42.
(C)
36.
(D)
54.
(E)
62.
8.FGV Certa massa gasosa ideal, confinada em um recipiente inicialmente a 300 K, sofre a compressão I→F indicada no diagrama da pressão versus volume da figura.
É correto afirmar que se trata de uma transformação
a. isotérmica, sem alteração de temperatura.
b. adiabática, com temperatura final do gás igual a 600 K.
c. adiabática, com temperatura final do gás igual a 750 K.
d. geral, com temperatura final do gás igual a 300 K.
e. geral, com temperatura final do gás igual a 600 K.
Link para a resolução https://youtu.be/Kd1Xf1CaeAY
9.UEL Os diagramas PV a seguir representam o comportamento de um gás:
É correto afirmar:
a. O diagrama (a) representa um processo isotérmico com a temperatura inicial maior que a temperatura final.
b. Os diagramas (a) e (b) resultam no mesmo trabalho realizado pelo sistema após a expansão.
c. O diagrama (b) representa um processo adiabático.
d. O diagrama (c) representa um processo isobárico.
e. O diagrama (c) representa um processo de expansão.
link para resolução https://youtu.be/S2pEqnYx5jw
10. UFRN A transformação termodinâmica b → c, ilustrada no diagrama PV da
figura ao lado, constitui um dos processos do ciclo Otto, utilizado em motores
de combustão interna de automóveis a gasolina. No diagrama, P representa a
pressão na câmara de combustão, e V o volume da câmara. Esse processo ocorre
quando, no instante da queima da mistura ar-gasolina contida na câmara de
combustão, fornece-se calor ao sistema, produzindo-se
.png)
A) aumento da pressão interna, com variação do volume da câmara.
B) diminuição da pressão interna, sem variação do volume da câmara.
C) diminuição da pressão interna, com variação do volume da câmara.
D) aumento da pressão interna, sem variação do volume da câmara.
11.FCMSCSP Determinada massa constante de gás ideal sofre a transformação ABC mostrada no diagrama pressão x volume, em que a transformação AB é isotérmica e a transformação BC é isobárica.
Sendo TB e TC as temperaturas, medidas na escala Kelvin, dos estados B e C, a razão TB / TC é igual a:
A. 5/2
B. 3
C. 3/2
D. 4/3
E. 2
link para resolução https://youtu.be/0dYWITaVmCc
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1.UFU Em um motor de automóvel, a mistura de combustível com ar é comprimida pelo pistão antes da ignição a uma taxa de 10,0 para 1,0, ou seja, o volume final do cilindro é 10 vezes menor que o volume inicial, como mostrado na figura abaixo (figura fora de escala).
Considere que não haja trocas de calor entre a mistura no interior do cilindro e sua vizinhança, que as dimensões do equipamento não sofram variações significativas com a temperatura, e que a mistura tenha comportamento semelhante ao de um gás ideal e faça o que se pede.
A) Se a pressão inicial e a temperatura inicial valem 1,5 atm e 127°C respectivamente, e a pressão final é de 30 atm, calcule, em graus Celsius, a temperatura da mistura na situação final.
B) Explique a variação de temperatura sofrida pela mistura.
2.UNICAMP O Aconcágua é
uma montanha na Cordilheira dos Andes com aproximadamente 7000 m de altitude, a
mais alta fora da Ásia.
a) O gráfico abaixo mostra curvas padronizadas da pressão e da
temperatura do ar atmosférico em função da altitude. O ar comporta-se como um
gás ideal e pode-se usar R = 8 J/mol.K
para a constante universal dos gases perfeitos. Calcule o volume molar do ar no
pico do Aconcágua, que é dado pela razão (V/n), ou seja, pelo volume
de ar, V,
dividido pelo correspondente número de moles, n.
b) A radiação solar que atinge a superfície da Terra é, em parte, absorvida pelas moléculas e partículas da atmosfera, sendo que a fração transmitida que chega ao nível do mar é menor do que aquela que atinge as altitudes elevadas. A figura abaixo mostra a curva de transmitância em função do comprimento de onda da radiação eletromagnética solar, para um ponto ao nível do mar, nas regiões do visível e do infravermelho. Nessa curva, podem-se ver duas largas janelas de alta transmitância no infravermelho. Sabendo que a energia de um fóton é dada por E = hf, sendo h = 4 × 10-15 eV.s a constante de Planck e f a frequência da onda eletromagnética, encontre a menor energia dos fótons transmitidos por essas janelas no infravermelho. Velocidade da luz: c = 3,0 × 108 m/s.
Link https://youtu.be/rxapCWE_-vA
3.UNIFESP Um gás monoatômico ideal está
confinado em um recipiente e sofre a transformação cíclica ABCA indicada no
diagrama P × V, em que BC é uma transformação isotérmica.
Sabendo que a temperatura do gás no estado A é 300 K e adotando, para a constante universal dos gases ideais, o valor 8 J/(mol ⋅ K), calcule:
a) o trabalho, em joules, realizado pelas forças que o gás exerce sobre
as paredes do recipiente na transformação AB e na transformação CA.
b) o número de mols de gás existente dentro do recipiente e a pressão,
em N/m2, exercida pelo gás no estado B.
link
para resolução https://youtu.be/YmwKyLjzGBE
4.UNIFESP Um mergulhador e seu equipamento, que totalizam 90 kg, estão em repouso 30 m abaixo da superfície de um lago de águas paradas, sem tocar o fundo do lago, a uma temperatura de 7 ºC.
Considere a densidade da água do lago igual a 103 kg/m3 , a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 , a pressão atmosférica igual a 105 N/m2 e o ar um gás ideal.
a) Represente, na imagem inserida no campo de Resolução e Resposta, as forças que atuam no mergulhador em repouso na posição mostrada na figura. Calcule a intensidade do empuxo, em N, exercido pela água do lago no mergulhador, nessa posição.
b) Em determinado momento, esse mergulhador libera uma bolha de ar de volume 14 cm3 que sobe à superfície, onde a temperatura é de 27 ºC. Suponha que, em seu movimento de subida, a bolha não se rompa e mantenha-se sempre em equilíbrio térmico com a água do lago. Calcule o volume, em cm3 , dessa bolha de ar no momento em que atinge a superfície do lago.
link para resolução https://youtu.be/MA9VGHGCAUg
RESPOSTAS
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
1.C 2.C 3.E 4.B 5.C 6.E 7.A 8.C 9.E 10.D 11.B
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1.A. 527°C B. Compressão W<0, adiabática Q=0, aquecimento ΔU > 0; compressão coloca energia sob forma de trabalho no sistema, como não há troca de calor com o meio externo, adiabática, essa energia ´e convertida em energia interna, aumento de temperatura. 2.A. V/n=4,8.10-2m2/mol B. 8,57.10-2 eV 3.A. -1200 J B.0,25 mol 4.A. Peso vertical p/baixo e empuxo vertical para cima, ambos do mesmo tamanho, E= 900 N B. 60 cm3
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