Colégio Santa Dorotéia

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1 Colégio Santa Dorotéia Área de Ciências da Natureza Disciplina: Física Série: 2ª Ensino Médio Professor: Marcelo Chaves Física Atividades para Estudos Autônomos Data: 25 / 4 / 2016 Valor: xxx pontos Aluno(a): Nº: Turma: QUESTÃO 01 - (Unicamp SP/ Modificada) Alguns experimentos muito importantes em física, tais como os realizados em grandes aceleradores de partículas, necessitam de um ambiente com uma atmosfera extremamente rarefeita, comumente denominada de ultra-alto-vácuo. Em tais ambientes a pressão é menor ou igual a 10 6 Pa. Supondo que as moléculas que compõem uma atmosfera de ultra-alto-vácuo estão distribuídas uniformemente no espaço e se comportam como um gás ideal, qual é o número de moléculas por unidade de volume em uma atmosfera cuja pressão seja P = 3, Pa, à temperatura ambiente T = 300 K? Se necessário, use: Número de Avogrado N A = e a Constante universal dos gases ideais R = 8 J/molK. QUESTÃO 02 - (Unicamp SP/ Modificada) Existem inúmeros tipos de extintores de incêndio que devem ser utilizados de acordo com a classe do fogo a se extinguir. No caso de incêndio envolvendo líquidos inflamáveis, classe B, os extintores à base de pó químico ou de dióxido de carbono (CO 2 ) são recomendados, enquanto extintores de água devem ser evitados, pois podem espalhar o fogo. Considere um extintor de CO 2 cilíndrico de volume interno V = cm 3 que contém uma massa de CO 2 m = 6 kg. Tratando o CO 2 como um gás ideal, CALCULE a pressão no interior do extintor para uma temperatura T = 300 K. Dados: R = 8,3 J/mol K e a massa molar do CO 2 M = 44 g/mol. QUESTÃO 03- (UFG GO/2014) Os gases comprimidos de uso hospitalar e industrial são comumente armazenados em cilindros de volume igual a 42 L. A massa desses cilindros vazios é de 45 kg. Considere um cilindro preenchido com hélio à temperatura de 27 C e pressão de 200 atm e RESPONDA ao que se pede. a) Se o cilindro for colocado em cima de uma balança, DETERMINE o valor da massa medido pelo instrumento. b) No caso em que a válvula do cilindro não vede perfeitamente, ou seja, que haja pequenas perdas de gás, CALCULE o valor da massa de hélio no cilindro quando o gás parar de vazar, na hipótese de que o sistema se encontre ao nível do mar à temperatura de 27 C. Dados: R = 0,08 L atm K 1 mol 1 Peso atômico do Hélio = 4 u.a. QUESTÃO 04 - (UCS RS - Modificada) A língua de sogra é um brinquedo tradicional em festas. Consiste, normalmente, de um tubo de papel enrolado que estica quando o ar é soprado dentro dele. Um contador de histórias jura que seu avô tinha um sopro tão forte que era capaz de matar uma mosca voando com esse brinquedo. Mas, o mais incrível, é que se a mosca não morresse pela pancada, morria pela temperatura da língua de sogra que, segundo o contador de histórias, chegava a ferver a água. Assumindo que isso fosse verdade e, considerando que o volume da língua de sogra totalmente preenchida de ar como 0,0002 m 3, e que, nas CNTP, nela coubesse mols de ar, DETERMINE a pressão que o avô do contador de histórias deveria conseguir gerar ao soprar a língua de sogra para que a temperatura interna dela chegasse a 127 ºC? Considere o ar dentro da língua de sogra como um gás ideal, e que a constante universal dos gases perfeitos seja R = 8,3 J/mol.K e que 0 ºC = 273 K. Colégio Santa Dorotéia 1

2 QUESTÃO 05 - (Unimontes MG/ Modificada) O ciclo termodinâmico representado na figura a seguir é conhecido como ciclo diesel ou ciclo do diesel. O processo de A para B é isobárico, o de C para D é isocórico e os processos de B para C e de D para A são adiabáticos. O ciclo é executado por 2 moles de um gás ideal. Admitindo-se que P seja uma grandeza positiva, ESCREVA uma expressão para determinar P Dados: R é a constante dos gases. QUESTÃO 06 - (Mackenzie SP/ Modificada) O diagrama a seguir mostra as transformações sofridas por um gás ideal do estado A ao estado B. Se a temperatura no estado inicial A vale T A = 300 K, CALCULE a temperatura no estado B. QUESTÃO 07 - (Unicesumar SP/ Modificada) Um gás ideal, cuja temperatura inicial é de 27ºC, está armazenado num recipiente cilíndrico, fechado por um êmbolo móvel, e é aquecido isobaricamente até que sua temperatura absoluta final quadruplique. Sabe-se que, no interior do recipiente cilíndrico, há 5 mols desse gás mantido a uma pressão de 1,23 atm. Sendo o valor da constante universal dos gases perfeitos igual a 0,082 atm.l.mol 1.K 1, CALCULE o volume final, em litros, desse gás após o aquecimento. QUESTÃO 08 - (Unifor CE/ Modificada) A tabela a seguir apresenta informações sobre cinco gases contidos em recipientes separados e selados. DETERMINE o recipiente que contém o maior número de moléculas. 2 Colégio Santa Dorotéia

3 QUESTÃO 09 - (FPS PE/ Modificada) Uma amostra gasosa formada por dois mols de um gás ideal é mantida em um recipiente hermeticamente fechado com volume 0,03 m 3 e na temperatura 27º C. Considerando que a constante universal dos gases perfeitos vale por R = 8,31 J/(mol K), DETERMINE a pressão do gás. QUESTÃO 10 - (UFG GO) O nitrogênio líquido é frequentemente utilizado em sistemas criogênicos, para trabalhar a baixas temperaturas. A figura a seguir ilustra um reservatório de 100 litros, com paredes adiabáticas, contendo 60 litros da substância em sua fase líquida a uma temperatura de 77 K. O restante do volume é ocupado por nitrogênio gasoso que se encontra em equilíbrio térmico com o líquido. Na parte superior do reservatório existe uma válvula de alívio para manter a pressão manométrica do gás em 1,4 atm. Quando o registro do tubo central é aberto, o gás sofre uma lenta expansão isotérmica empurrando o líquido. Considerando-se que foram retirados 10% do volume do líquido durante esse processo e que o gás não escapa para o ambiente, CALCULE: a) o número de mols do gás evaporado durante o processo. b) o trabalho realizado pelo gás sobre o líquido. Colégio Santa Dorotéia 3

4 GABARITO Física 4 Colégio Santa Dorotéia

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