GASES QUESTÃO 16 Uma certa massa de gás perfeito que se encontra no estado1, caracterizado por p1 = 2,0 atm, V1 = 40 litros e T1 = 400 K, sofre as seguintes transformações: I. isobárica, até que sua temperatura absoluta dobre; II. a seguir, isotérmica, até que o volume ocupado se reduza à metade; III. finalmente, isocórica, até que a pressão se reduza à quarta parte. Os valores finais da pressão, em atm, do volume, em litros e da temperatura, em K, serão, respectivamente, a) 2,0 , 40 , 800 b) 2,0 , 20 , 200 c) 1,0 , 40 , 200 d) 1,0 , 20 , 800 e) 0,50 , 40 , 400 RESOLUÇÃO ISOBÁRICA ISOCÓRICA P1 = 2 atm P = 2 atm P = 4 atm P = 1 atm V1 = 40L V = 80L V = 40L V = 40L T1 = 400K T = 800K T = 800K T = 200K Estado inicial Estado final ISOTÉRMICA RESPOSTA: C QUESTÃO 17 O estado de um gás ideal pode ser descrito por algumas de suas propriedades: quantidade de matéria expressa em mols, pressão, volume e temperatura. Essas propriedades não são totalmente independentes; estão relacionadas entre si de tal modo que, definindo-se três delas, a quarta torna-se também definida. Considere os gases reais I, II, III e IV (supostos diferentes), cujo comportamento pode ser considerado ideal. Como exemplo, observe as propriedades do gás I: atribuindo-se valores para n1, p1 e T1 fica determinado o valor V1. n1 = 1,00 mol p1 = 1,00 atm p2 = 1,00 atm Gás I V1 = 22,4L V2 = 44,8 L T1 = 273 K T2 = 273 K n3 = 2,00 mol n4 = 1,00 mol V3 = 22,4 L T3 = 273 K Gás III p3 p4 = 2,00 atm Gás II n2 Gás IV T4 V4 = 22,4 L Sobre as propriedades dos gases acima, é correto afirmar: a) A comparação dos valores referentes aos diversos gases não leva a conclusões válidas, porque se trata aqui de gases diferentes. b) p1V1 = p3V3 c) n2 = n4 d) p3 = p1 e) T = 546K RESOLUÇÃO P . V = n2 . R . T p2 = 1,00 atm V2 = 44,8 L T2 = 273 K Gás II n2 1 . 44,8 = n2 . 0,082 . 273 n2 = 2 mols RESOLUÇÃO P3 . V = n . R . T n3 = 2,00 mol V3 = 22,4 L T3 = 273 K Gás III p3 P3 . 22,4 = 2 . 0,082 . 273 P3 2 atm RESOLUÇÃO P . V = n . R . T4 n4 = 1,00 mol p4 = 2,00 atm V4 = 22,4 L Gás IV T4 2 . 22,4 = T4 1 . 0,082 . T4 = 546 K RESPOSTA: E QUESTÃO 18 Em um recipiente de capacidade igual a 50 L, a uma temperatura de 300 K, são misturados 3 mols de O2, 1 mol de N2 e 2 mols de NH3. Em relação a essa mistura, é correto afirmar: 01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. 02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão. 04) A pressão total da mistura é aproximadamente 3 atm. 08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio. 16) A fração molar do oxigênio é 0,5. 01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. CORRETA RESOLUÇÃO O2 N2 NH3 V = 50L T = 300K n = 3 mols n = 1 mol n = 2 mols dO2 dN2 MMO2 = MMN2 dO2 dN2 = 32 28 dO2 dN2 = 1,14g/cm3 02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão. RESOLUÇÃO Lei de Graham A velocidade de difusão é inversamente proporcional a raiz quadrada da densidade. velocidade MMO2 = 32g/mol densidade massa molar VNH3 > VN2 > VO2 MMN2 = 28g/mol MMNH3 = 17g/mol massa molar massa molar CORRETA 04) A pressão total da mistura é aproximadamente 3 atm. RESOLUÇÃO PV = nT.RT O2 N2 NH3 n = 3 mols n = 1 mol PV = (nO2 + nN2 + nNH3).RT P.50 = (3 + 1 + 2).0,082 . 300 n = 2 mols P= V = 50L T = 300K 146,7 50 3 atm CORRETA 08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio. CORRETA RESOLUÇÃO pressão parcial n = 3 mols NH3 n = 2 mols PT = 3 atm n = 1 mol 3 6 1 XN2 = 6 XO2 = XNH3 = pressões parciais O2 N2 frações molares fração molar 2 6 PO2 = XO2.PT PO2 = 3 .3 = 1,5 atm 6 PN2 = XN2.PT PN2 = 1 .3 = 6 PNH3 = XNH3.PT PNH3 = maior pressão parcial 0,5 atm 2 .3 = 6 1 atm 16) A fração molar do oxigênio é 0,5. CORRETA RESOLUÇÃO FRAÇÃO MOLAR DO OXIGÊNIO O2 N2 NH3 n = 3 mols n = 1 mol n = 2 mols XO2 = nO2 nO2 + nH2 + nNH3 3 3+ 1+ 2 = 3 = 6 0,5 V = 50L T = 300K SOMATÓRIA: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31 QUESTÃO 19 O gráfico representa evoluções de um gás ideal. P(atm) A 8 D 4 2 C B 1 2 4 v(l) Analise o gráfico e marque as afirmativas corretas. Some os valores correspondentes. 01) A evolução AB é isocórica. 02) A evolução BC é isométrica. 04) A evolução AC é isotérmica. 08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor. 16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K. 01) A evolução AB é isocórica. RESOLUÇÃO Ponto A V = 1L P(atm) volume constante A 8 Evolução isocórica Ponto B V = 1L D 4 2 C B 1 2 4 v(l) CORRETA 02) A evolução BC é isométrica. RESOLUÇÃO P(atm) Ponto B A 8 pressão constante D 4 2 P = 2 atm B Ponto C Evolução isobárica P = 2 atm C 1 2 4 v(l) FALSA 04) A evolução AC é isotérmica. RESOLUÇÃO P(atm) A 8 pV = 8 x 1 = 8 D 4 2 temperatura constante pV = K C pV = 2 x 4 = 8 B 1 2 4 v(l) Evolução isotérmica CORRETA 08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor. RESOLUÇÃO Fixamos uma temperatura para o ponto A: TA = 200K PAVA PBVB = TA TB P(atm) A 8 8.1 = 2.1 TB 200 D 4 2 TB = 400 8 C TB = 50K B 1 2 4 v(l) A temperatura reduz de 200K para 50K. CORRETA 16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K. CORRETA RESOLUÇÃO PB VB PC VC P(atm) = TB TC A 8 2.1 = 2.4 TB 300 D 4 2 TB = 2 . 300 2.4 C TB = 75K B 1 2 4 v(l) SOMATÓRIA: 01 + 04 + 08 + 16 = 29