Lista Básica Transformações Gasosas

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1 1. (Pucrj 2017) Uma certa quantidade de gás ideal ocupa inicialmente um volume 0 com pressão P 0. Se sobre esse gás se realiza um processo isotérmico dobrando sua pressão para 2 P 0. qual será o volume final do gás? a) 0 b) 0 2 c) 0 d) 2 0 e) 0 2. (Efomm 2016) Um tanque metálico rígido com 1,0 m de volume interno é utilizado para armazenar oxigênio puro para uso hospitalar. Um manômetro registra a pressão do gás contido no tanque e, inicialmente, essa pressão é de 0 atm. Após algum tempo de uso, sem que a temperatura tenha variado, verifica-se que a leitura do manômetro reduziu para 25 atm. Medido à pressão atmosférica, o volume, em é a) 5,0 b) 12 c) 25 d) 0 e) 48 m, do oxigênio consumido durante esse tempo. (Upf 2016) Um gás ideal inicialmente à temperatura de 27 C e volume de submetido a uma transformação isobárica, elevando seu volume para condições, é possível afirmar que sua temperatura final é, em C, de: a) 627 b) 81 c) 900 d) 1.17 e) 00 0,02 m é 0,06 m. Nessas 4. (Ufrgs 2017) Considere que certa quantidade de gás ideal, mantida a temperatura constante, está contida em um recipiente cujo volume pode ser variado. Assinale a alternativa que melhor representa a variação da pressão (p) exercida pelo gás, em função da variação do volume () do recipiente. a) Página 1 de 7

2 b) c) d) e) 5. (G1 - ifsul 2016) No estudo da termodinâmica dos gases perfeitos, o comportamento do gás é analisado através das suas propriedades macroscópicas, levando em conta as grandezas físicas a ele associadas. Essas grandezas, denominadas variáveis de estado, são: temperatura, volume e pressão. Em geral, quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação, pelo menos duas dessas grandezas sofrem variações. Analise as seguintes afirmativas referentes às transformações termodinâmicas em um gás perfeito: I. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isotérmica, sua pressão é inversamente proporcional ao volume por ele ocupado. II. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isobárica, seu volume é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta. III. Quando determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isométrica, sua pressão é inversamente proporcional a sua temperatura absoluta. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s) a) I. b) III. c) I e II. d) II e III. 6. (Fmj 2016) Um gás ideal, contido num recipiente dotado de êmbolo móvel, descreve um Página 2 de 7

3 ciclo térmico ADCBA, como mostra o gráfico. O processo entre A e D e entre C e B são isotérmicos. Com base no gráfico e sabendo que a temperatura em A é 200 K, determine: a) os trechos do ciclo ADCBA onde o processo é isocórico e onde é isobárico. b) o volume do gás ideal no ponto D e a temperatura da isoterma que liga os pontos B e C, em Kelvin. 7. (Unicamp 2017) Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante C 2,0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em P 0,2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de Pi Pa, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de a) 0,0 Pa. b) 0,0 Pa. c) 6, Pa. d), Pa. Página de 7

4 8. (Uerj 2016) Um motorista estaciona seu carro completamente fechado sob o Sol. Nesse instante, a temperatura no interior do carro é igual a 25 C. Ao retornar, algum tempo depois, verifica que essa temperatura interna é igual a 5 C. Considerando o ar como um gás perfeito, calcule a variação percentual da pressão, os dois momentos, no interior do carro. P, P entre 9. (Unicamp 2014) 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 (CO2) são recomendados, enquanto extintores de água devem ser evitados, pois podem espalhar o fogo. a) Considere um extintor de CO2 cilíndrico de volume interno = 1800 cm que contém uma massa de CO2 m = 6 kg. Tratando o CO2 como um gás ideal, calcule a pressão no interior do extintor para uma temperatura T = 00 K. Dados: R = 8, J/mol K e a massa molar do CO2 M = 44 g/mol. Página 4 de 7

5 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] P P0 0 T T0 2 P0 P P0 P T0 T0 2 Resposta da questão 2: A diferença de pressão P 1 é devido ao gás consumido, assim, usando a lei geral dos gases, para um processo isotérmico, considerando-se que o volume final deve ser medido à 1atm : P P atm 1m 1 atm Logo, 2 5 m Resposta da questão : 2 Para a transformação isobárica, a equação geral dos gases gera: p0 0 T0 p 0 T T0 T Para os valores fornecidos e usando as temperaturas em kelvin: 0 0,02 m 0,06 m T 900 K T0 T K T Logo, em Celsius teremos: T T 627 C Resposta da questão 4: Em gases ideais mantidos à temperatura constante (processo isotérmico), a equação geral dos gases é simplificada para a Lei de Boyle: p cons tante p cons tante T Assim, pressão e volume são inversamente proporcionais, logo temos um gráfico representativo de uma hipérbole. Alternativa correta letra. Resposta da questão 5: [C] A equação de Clapeyron será usada nas três análises. [I] Correta. Página 5 de 7

6 nrt cte k p nrt p p. A pressão é inversamente proporcional ao volume. [II] Correta. nr p nrt T kt. p cte O volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta. [III] Incorreta. nr p nrt p T p kt. cte O volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Resposta da questão 6: a) O trecho isocórico, isto é, na qual o volume é constante corresponde pelo gráfico ao segmento de reta vertical DC, já o trecho isobárico em que a pressão é constante pertence ao segmento de reta BA. b) Para calcular o volume do ponto D, usamos a equação geral dos gases aplicada na isoterma AD : paa 6 kpa 0,5 L paa pdd D D 1,5 L pd 2 kpa A temperatura da isoterma BC pode ser calculada usando, por exemplo, a isobárica BA : A B B TA 1L 200 K TB TB TC 400 K T T 0,5 L A B A Resposta da questão 7: Como o volume do pistão é 0,2 L, com o pistão cheio, o volume final ( f ) ocupado pelo ar é 2,2 L. Se, na ejeção do ar, a válvula A está fechada, a pressão final do ar restante na câmara após um ciclo é a mesma do início da ejeção. Assim, aplicando a equação geral dos gases para transformação isotérmica, vem: pi i pf f 2 pf 2,2 pf 0 Pa. Resposta da questão 8: Na situação descrita, o volume de ar dentro do carro permanece inalterado. Logo, trata-se de uma transformação isovolumétrica. Assim, pode-se relacionar os instantes inicial e final da seguinte forma: po p To T Sabendo que a pressão final é igual a pressão inicial acrescida da diferença de pressão (o mesmo ocorre para temperatura) e que a temperatura deve ser representada em Kelvin, podese escrever: Página 6 de 7

7 po po ΔP T T ΔT o o P P ΔP P P ΔP P 298 P 298 ΔP 10 P 298 ΔP ΔP 10 0,05 P 298 ΔP,5% P Resposta da questão 9: a) Dados: cm 1,8 10 m ; m 6 kg 6 10 g; M 44 g / mol; R 8, J / mol K; T 00 K. Da equação de Clapeyron: m m R T , 00 p R T p M M 1, p 1,89 10 N/m. Página 7 de 7