RECIFE
Colégio Salesiano Sagrado Coração
Aluna(o): _____________________________________________ Nº: _________ Turma: 2º ano ________
Recife, ______ de ________________ de 2013
Disciplina:
Química
Professor: Eber
Barbosa
Comportamento Físico dos Gases
Parte – I
]
01 – Características do Estado Gasoso
O estado gasoso é caracterizado por um alto grau de agitação molecular, tendo suas partículas bastante
afastadas uma das outras.
Os gases são muito menos densos que os sólidos e líquidos, isto é, em igualdade de massa os gases ocupam
um volume muito maior.
Os gases sempre se misturam entre si (grande difusibilidade).
Os volumes dos gases variam muito com a temperatura e pressão. Na verdade o gás não tem forma nem
volumes fixos e, para entendermos essas características, faz-se necessário inicialmente estudarmos as grandezas
associadas ao estudo do estado gasoso...
02 – Grandezas Relacionadas ao Estudo dos Gases
2.A – O Mol
A constante de Avogadro 6,02 . 1023 dá origem à grandeza quantidade de matéria, cuja unidade é o mol.
Segundo a IUPAC...
Mol é a quantidade de matéria de um sistema que contem tantas entidades elementares quantos são os
átomos contidos em 0,012 quilogramas de carbono – 12.
Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos,
moléculas, íons, elétrons, outras partículas ou grupamentos de tais partículas. (14 a CGPM – 1971) Conferência Geral de
Pesos e medidas
Um mol é a quantidade de matéria que contém 6,02 . 1023 partículas
2.B – Massa Molar (M)
Como já vimos, um mol é a quantidade de matéria de qualquer amostra de substância que contenha 6,02 .
1023 partículas. A massa em gramas desse conjunto de partículas é chamada massa molar.
Massa molar (M) é a massa, em gramas, de qualquer amostra de
substância que contenha 6,02 . 1023 partículas (átomos, moléculas, íons, etc.).
Unidade de massa molar:
g / mol
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
1
Exemplo: Suponha então que 6,02 . 1023 átomos de magnésio estejam sobre uma balança conforme ilustração abaixo:
23
Conclusões:
6,02 . 10 átomos
de magnésio
A massa molar do magnésio é 24 g/mol.
1 mol de átomos
de magnésio
Massa de
6,02 . 1023 átomos
de magnésio
24 g
Nos textos de química essa informação é dada da
seguinte forma:
Mg = 24 g/mol
Que significa dizer...
24 g de magnésio
24g de magnésio
48 g de magnésio
48g de magnésio
–––––– 1 mol de átomos de Mg
––––––– 6,02 . 1023 átomos de Mg
––––––– 2 mol de átomos de Mg
––––––– 12,04 . 1023 átomos de Mg
...outro exemplo: A massa molar do gás carbônico, CO2, corresponde a 44g/mol. Isso significa que:
44g de CO2 ––––––– 1 mol de moléculas de CO2
ou
44g de CO2 ––––––– 6,02 . 1023 moléculas de CO2
88g de CO2 ––––––
ou
88g de CO2 ––––––
2 mols de moléculas de CO2
12,04 . 1023 moléculas de CO2
2.C – Quantidade de Matéria Gasosa (n)
A medida da quantidade de matéria gasosa é dada através da quantidade de mols (do número de mols) de
um gás contido em um certo sistema, ou seja...
Existe mais ou menos gás onde há mais ou menos quantidade de mols
Atenção: Em linguagem matemática, a quantidade de mols é expressa por...
n =
m
MM
Entendendo a Medida da Quantidade de Matéria
massa qualquer
massa molar
Considerando as massas molares H2 = 2 g/mol e CH4 = 16 g/mol, observe os dois cilindros abaixo contendo iguais
massas gasosas em um mesmo volume a uma mesma temperatura.
Pergunta:
8g de CH4
8g de H2
Os dois cilindros apresentam a mesma quantidade de gás ?
Por que sim ou não ?
...para o H2
...para o CH4
2 g  1 mol
16 g  1 mol
8 g 
8 g 
n =
n
8
2
n = 4 mol de H2
2
n =
n
8
16
n = 0,5 mol de CH4
Muito embora exista a mesma massa de gases nos dois
recipientes, 8 gramas, não existem as mesmas quantidades
de gases porque as quantidades de mols não são iguais.
Concluímos que existe mais gás hidrogênio porque...
nH2 = 8 x nCH4
Não esqueça: A massa não é o critério para se identificar uma
maior ou menor quantidade de gás.
Importante é a quantidade de mols do gás
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
2.D – Temperatura (T)
Consequência da agitação das partículas.
Dessa forma entendemos que a temperatura de um gás é uma medida do grau de agitação de suas
moléculas.
Unidades de Medida de Temperatura
Em química: Kelvin = única escala de temperatura diretamente proporcional à agitação das partículas.
No cotidiano: Celsius
TK = ToC + 273
Conversão de Unidades:
2.E – Volume (V)
Volume de um recipiente é a medida de sua capacidade.
Considerando que o gás não apresenta volume fixo e adotando um recipiente fechado, vamos trabalhar
com a seguinte idéia:
O volume do gás é o volume do recipiente que o contém , ou seja, o gás se espalha por todo
“espaço” que lhe é permitido ocupar.
Volumes de Figuras espaciais
Cubo
paralelepípedo
a
cilindro
esfera
h
r
h
a
a
V=a
3
Abase
r
V = Abase . h
V = 4 . π . r3
3
2
V=π.r .h
Perguntas para debate:
1a ) Certa massa de gás hélio está armazenada em um cilindro fechado de capacidade 60 litros. Abrindo a válvula de
escape do recipiente, ocorre o vazamento de metade da massa de gás. Qual o volume ocupado pelo gás que ainda
restou no cilindro?
Após o vazamento, as
Final
moléculas que restaram do gás
Início
As moléculas do gás se
V = 60 L se espalham por todo
V = 60 L espalham por todo recipiente
recipiente e continuam
ocupando os 60 L.
ocupando os 60 L (Porém
diminui a pressão do gás).
2a ) Um recipiente fechado de capacidade para 20 litros contém 2 mols de O2 e 8 mols de H2. Qual dos dois gases ocupa
maior volume dentro do recipiente?
Os dois gases ocuparão o mesmo volume, ou seja, 20 litros.
A diferença é que a pressão do H2(g) será maior porque se
encontra em maior quantidade dentro do recipiente.
H2(g)
O2(g)
8 mols
V do H2 = V do O2
Porém
2 mols Pressão do H2 > Pressão do O2
3ª ) Suponha que uma certa massa gasosa esteja confinada em um recipiente de 20 litros com uma pressão P qualquer.
Se essa mesma massa gasosa for transferida para um recipiente de 40 litros, qual será o volume ocupado? A pressão
continuará a mesma?
Início
X gramas de gás
V = 20 L
Pressão = P
Fim
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
X gramas de gás
V = 40 L
Pressão = P/2
Porque quando o gás
se “espalha” sua
pressão diminui.
3
Principais Unidades de Medida de Volume
3
3
No Sistema Internacional (SI): metro cúbico (m ) = volume de um cubo de aresta 1 m .
Nos argumentos químicos: Litro (L) e mililitro (mL) são as unidades mais comuns.
X 1000
Conversão de Unidades: Litro
Não esqueça:
X 1000
m3
mililitro
Litro
÷ 1000
÷ 1000
1 L = 1000 mL
1 mL = 1 cm3
1 m3 = 1000 L
2.F – Densidade (d) do Gás em Recipiente Fechado
Considerando um recipiente de volume fixo (indeformável) e fechado de forma a não permitir entrada ou
saída de gás (ou seja, quantidade de mols de gás constante), a densidade do gás dependerá apenas do volume desse
recipiente e da massa de gás nele contido.
d= m
V
Unidades mais comuns: g/mL ou g/cm3 ou Kg/L
Entretanto se o gás se estiver confinado em recipiente de capacidade fixa (invariável), então seu volume
poderá mudar bastante em função de modificações de temperatura e pressão.
Provocado pelo aumento da temperatura ou queda de pressão.
 aumento de volume = diminuição da densidade = o gás rarefeito tende a “subir”.
Massa fixa de gás sob...
 diminuição de volume = aumento da densidade = o gás concentrado tende a “descer”.
Provocado pela diminuição da temperatura ou aumento de pressão.
2.G – Pressão (P)
Fisicamente falando a pressão é definida como a razão entre a força (F) e a área (S) sobre a qual ela é
aplicada.
Força F
Pressão =
F
S
Para uma mesma força, quanto maior a área em que
incide a força menor é a pressão exercida em cada
unidade de área dessa superfície.
Área S
Do ponto de vista químico a pressão é entendida como
Buumm !!!
o resultado da intensidade das colisões das moléculas do
gás contra as paredes do recipiente que o contém.
Dessa forma entendemos que a proporção em que aumenta a agitação das moléculas do gás,
também aumenta a sua pressão (desde que permaneça constante o volume ocupado pelo gás).
Unidades de Medida de Pressão
Argumentos químicos: Atmosferas (atm); milímetros de mercúrio (mmHg)
Cotidiano: as pessoas confundem pressão com peso.
Conversão de Unidades:
1 atm = 760 mmHg = 760 torr ≈ 105 Pa (pascal)* = 1,0 bar
mmHg é uma forma de medir pressão que utiliza um
tubo de vidro encurvado com uma das extremidades
submersa em mercúrio. A pressão é medida pela altura
da coluna de mercúrio que sobe pelo tubo de vidro.
Quanto maior à pressão no ambiente, mais o mercúrio
sobe pela coluna indicando o aumento de pressão.
4
Em 1643, Evangelista Torricelli determinou
experimentalmente que a pressão exercida
pela atmosfera ao nível do mar corresponde
à pressão exercida por uma coluna de
mercúrio de 760 mm Hg:
Ao nível do mar ...
... O mercúrio sobe pela
coluna até uma altura de
760 mm
Hg
Esta medição indicará a
pressão ao nível do
mar, ou seja, 1 atm.
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
Pressão Atmosférica:
P < 1 atmosfera
Céu
P = 1 atmosfera
..
.
Morro
P > 1 atmosfera
..
..
..
Praia
.
Mar
Córrego
Comentários:
Ao nível do mar a pressão da atmosfera sobre os corpos é denominada de 1 atm.
Em regiões elevadas a pressão atmosférica é menor que ao nível do mar. Nessas regiões a concentração de gases,
incluindo oxigênio, é menor que o normal ao nível do mar.
Em regiões formadas por depressões que fiquem abaixo do nível do mar, a pressão atmosférica é maior que 1 atm.
É fundamental lembrar que uma determinada massa gasosa ao sofrer grandes variações de densidade (de volume)
pode apresentar mudanças no seu aspecto visual, por exemplo, quanto menor a pressão gasosa (gás rarefeito) mais
difícil será sua percepção visual.
Observação1 – Relações Entre Pressão Interna e Pressão Externa
PInterna = PExterna ........... o corpo está em equilíbrio e
seu volume é constante.
PInterna
PInterna > PExterna ........... o volume do corpo tende a
aumentar indefinidamente.
PInterna < PExterna ........... o volume do corpo diminui.
É como se o corpo fosse esmagado
PExterna
Observação2 – Relações Entre Pressão e Deslocamento de Massas Gasosas
Se P1 = P2 ...... O deslocamento dos gases ocorre
Pressão1
Região1
Possíveis
deslocamentos
de massas
gasosas
Pressão2
Região2
igualmente de uma região para outra mantendo a
pressão constante em ambas as regiões (é como se
não houvesse deslocamento dos gases).
Se P1 > P2 ...... há deslocamento de gases da
região1 para região2
Se P1 < P2 ...... há deslocamento de gases da
região2 para região1
Observação3 – Relação entre pressão e quantidade de mols
A pressão não depende de qual é o gás (natureza do gás), a pressão depende da quantidade de mols de gás
existente no recipiente (considerando volume do recipiente e temperatura constantes).
A pressão é diretamente proporcional a quantidade de mols de gás.
Da mesma forma, o percentual da cada gás na mistura é também uma função da quantidade de matéria
(mols) dos gases.
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
5
Exemplo: Um recipiente contém 64 g de anidrido sulfuroso (SO2) e 64 g de metano (CH4). Se a pressão total de gases no
interior do recipiente é de 4 atm, determine suas pressões parciais.
Dados: CH4 = 16 g/mol e SO2 = 64 g/mol
As pressões não serão definidas pelas massas, mas sim
pelas quantidades de mols dos gases.
Dessa forma entendemos que a pressão do gás metano
será maior...
64g  1 mol de SO2
SO2
CH4
64g  4 mol de CH4
PCH4 = 4 x PSO2
Ptotal = 4 atm
Porque…
Dessa forma...
Então
PSO2 = x atm
PCH4 = 4x atm
PSO2 + PCH4 = 4
nCH4 = 4 x n SO 2
P SO2 = 0,8 atm
x + 4x = 4
5x = 4
x = 0,8
Outra possível resolução...
PCH4 = 3,2 atm
...para o CH4
...para o SO2
4 atm  5 mol de gases
4 atm  5 mol de gases
PCH4
 4 mol de CH4
PCH4 = 3,2 atm
PSO2
 1 mol de SO2
PSO2 = 0,8 atm
Testes de
Vestibulares
01 – (ENEM – 2012) Um dos problemas ambientais vivenciados pela agricultura hoje em dia é a compactação do solo,
devida ao intenso tráfego de máquinas cada vez mais pesadas, reduzindo a produtividade das culturas. Uma das
formas de prevenir o problema de compactação do solo é substituir os pneus dos tratores por pneus mais
a) largos, reduzindo a pressão sobre o solo.
b) estreitos, reduzindo a pressão sobre o solo.
c) largos, aumentando a pressão sobre o solo.
d) estreitos, aumentando a pressão sobre o solo.
e) altos, reduzindo a pressão sobre o solo.
02 – (UFPE – Vitória e Caruaru/2007.2) A matéria apresenta-se na natureza em três estados físicos: sólido, líquido e
gasoso. Estes estados possuem características distintas em relação à energia de suas partículas, bem como aspectos
macroscópicos de forma e volume. É característica do estado gasoso:
a) forma fixa e volume variável.
b) forma variável e volume fixo.
c) forma e volume variáveis.
d) forma e volume fixos.
e) alto estado de agregação.
03 – (UFPE – Serra Talhada/2007) A propriedade quantidade de matéria é a grandeza física que representa a quantidade
de entidades elementares (átomos, moléculas, íons, etc.) de uma substância qualquer. Esta grandeza tem como
unidade de medida o:
a) grama.
b) litro.
c) coulomb.
d) hertz.
e) mol.
04 – (UFPE – 1a fase/2000) Um vendedor de balões de gás na Praia de Boa Viagem, em Recife, utiliza um cilindro de 60 L
de Hélio a 5 atm de pressão, para encher os balões. A temperatura do ar é 30oC e o cilindro está em um local bem
ventilado e na sombra. No momento em que o vendedor não conseguir encher mais nenhum balão, qual o volume e a
pressão do gás Hélio restante no cilindro ?
a)
b)
6
V = 0 L; P = 0 atm
V = 22,4 L; P = 1 atm
c) V = 60 L; P = 1 atm
d) V = 10 L; P = 5 atm
e)
V = 60 L; P = 0 atm
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
a
05 – (UFPE – 2 fase/99) Uma lata de “spray” qualquer foi utilizada até não mais liberar seu conteúdo. Neste momento
podemos dizer:
I
0
1
2
3
4
II
0
1
2
3
4
A pressão de gases no interior da lata é zero.
A pressão de gases no interior da lata é igual à pressão atmosférica.
Existe vácuo no interior da lata.
Ao aquecermos a lata a pressão no seu interior não varia.
Ao aquecermos a lata e pressionarmos sua válvula, gases sairão novamente da mesma.
06 – (UPE Quí. I/2005) Coloca-se uma esponja de aço umedecida dentro de um cilindro provido de um êmbolo móvel que
se desloca sem atrito, à temperatura ambiente. A pressão interna do cilindro é originada pela presença de ar
atmosférico (N2 e O2) e é igual à pressão externa. Observa-se o sistema em laboratório, durante o tempo necessário,
para que se conclua e verifique se ocorreu ou não reação química no interior do cilindro.
Pext
N2
O2
Esponja de aço umedecida
É de se esperar que, ao término da experiência,
a) o êmbolo desloque-se para baixo, em função da diminuição da pressão interna no interior do cilindro.
b) o êmbolo permaneça imóvel, pois não ocorre variação da pressão interna do cilindro.
c) o êmbolo desloque-se para cima, em função do aumento de pressão interna no interior do cilindro, decorrente da
presença da esponja de aço.
d) a esponja de aço absorva todo nitrogênio existente no interior do cilindro, reduzindo, portanto, a pressão interna.
e) o N2 e O2 reajam entre si, formando um óxido ácido que, ao interagir com a água impregnada na esponja de aço,
forma o ácido nítrico, corroendo toda a esponja de aço.
a
07 – (UFPE – 1 fase/2002) Em um recipiente fechado de volume constante, contendo 0,5 mol de CO 2 e 0,2 mol de NO2,
adiciona-se N2 até completar 0,3 mol. Identifique, dentre os gráficos abaixo, o que melhor representa o que acontece
com as pressões total e parciais no interior do recipiente durante a adição do nitrogênio.
pressão de NO2
pressão de N2
tempo de adição
pressão
pressão de CO2
pressão de N2
pressão de NO2
tempo de adição
pressão total
pressão de CO2
pressão de NO2
pressão de N2
tempo de adição
pressão de NO2
pressão de CO2
pressão de N2
tempo de adição
pressão total
e)
pressão
pressão total
d)
pressão total
c)
pressão
pressão
pressão de CO2
b)
pressão
pressão total
a)
pressão de N2
pressão de CO2
pressão de NO2
tempo de adição
a
08 – (UFPE – 1 fase/94) O ar é uma solução gasosa contendo 20%, aproximadamente, de oxigênio. Em um recipiente
com 5 atmosferas de ar, qual a pressão parcial do gás oxigênio ?
a) 0,2
b) 0,8
c) 1
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
d) 2
e) 5
7
a
09 – (UFPE – 1 fase/2001) Admitindo-se que o desempenho físico dos jogadores de futebol esteja unicamente
relacionado com a concentração de oxi-hemoglobina no sangue, representada por Hb-O2 (sangue), a qual é
determinada, simplificadamente, pelo equilíbrio:
Hemoglobina(sangue) + O2(g)
Hb-O2(sangue),
e considerando-se que as frações molares dos dois principais constituintes da atmosfera, N2 e O2, são constantes, qual
das alternativas abaixo explica a diferença no desempenho físico dos jogadores quando jogam em Recife, PE, e em La
Paz na Bolívia?
Dados: altitude do Recife  0 m e altitude de La Paz  3600 m.
a) A pressão parcial de oxigênio em La Paz é maior que em Recife; portanto o desempenho dos jogadores em La Paz
deve ser pior do que em Recife.
b) A pressão parcial de oxigênio em La Paz é menor que em Recife; portanto o desempenho dos jogadores em La Paz
deve ser pior do que em Recife.
c) A pressão parcial de oxigênio em La Paz é igual a de Recife; portanto o desempenho dos jogadores em La Paz deve
ser pior do que em Recife.
d) A pressão parcial de oxigênio em La Paz é menor que em Recife; portanto o desempenho dos jogadores em La Paz
deve ser melhor do que em Recife.
e) A pressão parcial de oxigênio em La Paz é igual à de Recife; portanto o desempenho dos jogadores em La Paz e em
Recife deve ser o mesmo.
10 – (UFPE – 2ª fase/2009) Gases, líquidos e sólidos exemplificam estados físicos da matéria e o conhecimento adequado
das propriedades destes estados, permite afirmar que:
I
0
1
2
3
4
II
0 um gás tende a ocupar o volume total do recipiente que o contém.
1 a solubilidade de um gás em um líquido depende da pressão parcial exercida por esse gás sobre o líquido.
2 bolhas de gás tendem a elevar-se no interior de um líquido e crescem à medida que se deslocam para alcançar
a superfície.
3 substâncias no estado sólido sempre têm densidade maior do que no estado líquido.
4* em um sistema constituído por dois gases, o gás com maior massa molar exerce a maior pressão parcial.
*O texto deveria ser assim: em um sistema constituído por massas iguais de dois gases, o gás com maior massa molar
exerce a maior pressão parcial.
11 – (UFPE – 2a fase) Em dois botijões de gás, A e B, de mesmo volume, contendo respectivamente hidrogênio e hélio à
mesma temperatura, verifica-se que as massas são iguais. Em relação a esta experiência analise as alternativas
verdadeiras e as falsas. (Dados H2 = 2 g/mol e He = 4 g/mol)
I
0
1
2
3
4
II
0
1
2
3
4
A pressão no botijão A é igual à pressão no botijão B.
A pressão no botijão A é duas vezes maior do que a pressão no botijão B.
A pressão no botijão A é a metade da pressão no botijão B.
O número de mols do gás hidrogênio é duas vezes o número de mols do gás hélio.
O número de mols do gás hidrogênio é idêntico ao número de mols do gás hélio.
a
12 – (UFPE – 2 fase/2011) Massas iguais de metano, CH4, e hexa-fluoreto de enxofre, SF6, foram introduzidas em
recipientes separados, de iguais volumes, à mesma temperatura. A massa molar do hexa-fluoreto de enxofre é maior
do que a massa molar do metano. Na tentativa de descrever corretamente a relação de comportamento dos dois
gases armazenados nos respectivos recipientes, admitindo-se comportamento ideal, podemos afirmar que:
I
0
1
2
3
4
8
II
0
1
2
3
4
ambos os recipientes contêm o mesmo número de moléculas.
as pressões exercidas pelos gases nos dois recipientes são diferentes.
as quantidades de matéria dos dois gases nos recipientes são diferentes.
as massas molares dos dois gases, a uma dada temperatura e pressão, são iguais.
os volumes molares dos dois gases, a uma dada temperatura e pressão, são iguais.
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
13 – (UNICAP – Qui. I/94) Em um recipiente de volume X, encontramos 0,4 g de He(g) e 0,4 g de CH4(g), a uma temperatura
W.
(Dados: H = 1 u; He = 4 u; C = 12 u)
I
0
1
2
3
4
II
0
1
2
3
4
O número de moléculas de He e CH4 são iguais.
A pressão exercida pelo He é igual à exercida pelo CH4.
A pressão total no recipiente é a soma das pressões de He e CH4.
Se o gás He for retirado do recipiente, a pressão final se reduzirá à metade.
Se W for 0oC e a pressão total 1 atm, o volume x será 5,6 litros.
Análise com o Professor:
a
14 – (UFPE – 2 fase/99) Dois recipientes encontram-se ligados por uma válvula inicialmente fechada, como mostra a
figura abaixo. No recipiente menor, com volume de 1 , encontra-se gás carbônico na pressão de 1 atm. No recipiente
maior, com volume de 3 , encontra-se oxigênio na pressão de 6 atm. Considerando que a válvula é aberta e os dois
gases se misturam, ocupando o volume dos dois recipientes, podemos afirmar:
I
0
1
2
3
4
II
0
1
2
3
4
A pressão parcial de gás carbônico será 0,25 atm.
A pressão parcial de oxigênio será 4,5 atm.
A pressão total no interior do recipiente será 4,75 atm.
A pressão total no interior do recipiente será de 7atm.
A pressão no interior do recipiente maior será menor que a pressão no interior do recipiente menor.
Responda você mesmo:
15 – (UFPE – 2a fase/1997: Prova de Física II) Um balão de vidro, de volume V = 1 litro e contendo hélio a uma pressão de
1 atm, é ligado por um tubo fino a um outro balão idêntico que contém o mesmo gás a 5 atm e à mesma
temperatura. Determine o valor em atmosferas da pressão em cada um dos balões alguns minutos após a válvula de
conexão S ter sido aberta, se a temperatura for mantida constante durante todo processo.
S
He
P1 = 1 atm
He
P2 = 5 atm
16 – (UFPE – 1a fase/95) Um balão cheio com ar quente sobe a grandes altitudes por que:
a)
b)
c)
d)
e)
As moléculas do ar quente são menores do que as moléculas do ar na temperatura ambiente.
Dentro do balão há menos moléculas de ar por unidade de volume.
As moléculas de ar quente são maiores do que as moléculas do ar na temperatura ambiente.
As moléculas do ar quando aquecidas são rompidas, formando átomos mais leves e diminuindo a densidade do ar.
As moléculas do ar quando aquecidas formam agregados, aumentando o espaço vazio entre elas.
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
9
a
17 – (Enem – 1 aplicação/2010) Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma de suas listas mais
proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada
pela seta.
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera – uma no hemisfperio norte
e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta
relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do sol, refletida nessas nuvens,
gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na terra.
O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração
a)
b)
c)
d)
e)
na temperatura da superfície do planeta.
no formato da camada gasosa do planeta.
no campo gravitacional gerado pelo planeta.
na composição química das nuvens do planeta.
Na densidade das nuvens que compõem o planeta
Resoluções de Testes
Comentários Adicionais
10
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
03 – Hipótese de Avogadro
Gases diferentes confinados em recipientes de mesmo volume à mesma temperatura apresentarão a
mesma pressão apenas quando apresentarem a mesma quantidade de matéria (mesma quantidade de moléculas).
Mesmo volume, temperatura e pressão = Mesma “quantidade de mols”.
Exemplo: Considere dois recipientes A e B de mesmo volume contendo, respectivamente, 32g de SO2 e certa massa de
CH4, ambos nas mesmas condições de temperatura e pressão. Determine a massa de metano no recipiente B.
Dados: CH4 = 16 g/mol e SO2 = 64 g/mol
A
32g  0,5 mol de SO2
B
SO2
Xg = ?
CH4
Se ambos apresentam mesmo
Volume, temperatura e pressão
...então ambos apresentam mesma quantidade de mols,
ou seja, há também 0,5 mol de metano: mCH4
= 8g
Análise com o Professor:
18 – (UFPE – 2a fase/98) Em determinadas condições de temperatura e pressão, 10 litros de hidrogênio gasoso, H2,
pesam 1,0 g. Qual seria o peso de 10 litros de hélio, He, nas mesmas condições ?
(Dados: H = 1 u; He = 4 u)
04 – Proporcionalidade Entre as Grandezas
4.A – Grandezas Diretamente Proporcionais
Em linguagem simplificada, quando uma grandeza “X” aumenta provocando aumento de mesma
intensidade em outra grandeza “Y”, ou quando as grandezas “X” e “Y” diminuem com a mesma proporção, diremos que
as grandezas são diretamente proporcionais.
Como exemplo podemos dizer que se “X” aumenta 10 vezes então “Y” também aumenta 10 vezes ou se “X”
diminui 5 vezes, “Y” também diminui 5 vezes.
Nesses casos, em linguagem matemática, diremos que a razão entre “X” e “Y” é uma constante.
Se X é diretamente proporcional a Y ...
X =K
Y
4.B – Grandezas Inversamente Proporcionais
Também em linguagem simplificada, quando uma grandeza “X” aumenta provocando diminuição de
mesma intensidade em outra grandeza “Y” ou quando a grandeza “X” diminui gerando aumento de mesma proporção
em “Y”, diremos que as grandezas são inversamente proporcionais.
Como exemplo podemos dizer que se “X” aumentar 10 vezes então “Y” diminuirá 10 vezes ou se “X”
diminuir 5 vezes, “Y” aumentará 5 vezes.
Nesses casos, em linguagem matemática diremos que o produto entre “X” e “Y” é uma constante.
Se X é inversamente proporcional a Y ...
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
X.Y=K
11
05 – Quando Há Variação da Quantidade de Mols
5.A – Variação da Quantidade de mols e variação do Volume (Recipiente Fechado)
fim
início
Para pressão e temperatura constantes...
Aumentando-se a quantidade de mols do gás = aumenta-se o volume.
Diminuindo-se a quantidade de mols do gás = reduz-se o volume.
Conclusão: Quantidade de mols e volume são grandezas
diretamente proporcionais.
No estado final o volume é duas vezes maior
porque a quantidade de mols de gás final é o
dobro da inicial
n1
n
= 2
V1
V2
5.B – Variação da Quantidade de mols e variação da Pressão (Recipiente Fechado)
fim
início
Para volume e temperatura constantes...
Aumentando-se a quantidade de mols do gás = aumenta-se a pressão.
Diminuindo-se a quantidade de mols do gás = reduz-se a pressão.
Conclusão: Quantidade de mols e pressão são grandezas
diretamente proporcionais.
No estado final a pressão é duas vezes maior
porque a quantidade de mols de gás final é o
dobro da inicial
n1
n
= 2
P1
P2
5.C – Variação da Quantidade de mols e variação da Temperatura (Recipiente ABERTO)
início
Em recipiente aberto com pressão constante...
fim
O aumento da temperatura = diminui a quantidade de mols de gás no recipiente.
A redução da temperatura = aumenta a quantidade de mols de gás no recipiente.
Conclusão: Quantidade de mols e temperatura são grandezas
inversamente proporcionais.
n1 . T 1 = n 2 . T 2
Pressupondo que a temperatura final seja o dobro da
inicial, então a quantidade de gás final (que ainda resta
no recipiente) é metade da quantidade de gás inicial.
Análise com o Professor:
19 – (UNICAP – Qui. II/96) A que temperatura, em graus Celcius, devemos aquecer um frasco aberto, inicialmente a
27,4oC, para que 20% do gás nele contido escape ?
12
–
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
06 – Leis Físicas dos Gases
Estão relacionadas com as transformações gasosas.
Transformar o estado de um gás é modificar a pressão, temperatura ou volume do gás, quando não há
variação da quantidade de mols. Dessa forma podemos destacar três importantes leis:
6.A – Transformação Isotérmica (Temperatura = CTE)
Todos os pontos sobre a mesma
curva apresentam a mesma
temperatura e mesma energia
cinética média
P
T1
Temperatura1 > Temperatura2
T2
Pressão: P1
Volume: V1
Pressão: P2
Volume: V2
P2 > P1
V2 < V1
V
Lei de Boyle – Mariott
P e V são inversamente proporcionais
P1 . V1 = P2 . V2
6.B – Transformação Isobárica (Pressão = CTE)
V
Todos os pontos sobre essa mesma
diagonal terão a mesma pressão.
T
V
V
P1
P1
P2
P2 > P1
Temperatura: T1
Volume:
V1
T2 > T1
V2 > V1
P2
P2 > P1
T
Temperatura: T2
Volume:
V2
T
Gay – Lussac
V1
T1
T e V são diretamente proporcionais
V2
T2
=
6.C – Transformação Isocórica, Isovolumétrica, Isométrica (Volume = CTE)
Todos os pontos sobre essa mesma
diagonal terão o mesmo volume.
P
T
Alta agitação
molecular
Baixa agitação
molecular
P
P
V1
V1
V2
V2
V2 > V 1
Temperatura: T1
Pressão:
P1
Temperatura: T2
Pressão:
P2
T2 > T1
P2 > P1
P e T são diretamente proporcionais
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
T
V2 > V1
T
Lei de Charles
P1
T1
=
P2
T2
13
6.D – Equação Geral dos Gases
Está relacionada com as transformações onde há variação simultânea de volume, temperatura e pressão,
mantendo-se constante a quantidade de matéria.
Em 1802, Joseph Gay-Lussac verificou que se a temperatura fosse medida pela escala Kelvin (K), a pressão
(P) e a temperatura (T) apresentariam variação proporcional. Relacionando as três transformações gasosas estudadas até
aqui, obtemos uma relação denominada equação geral dos gases:
P1 . V1 =
T1
Transformação
Isotérmica
Lei de Boyle – Mariott
P2 . V2
T2
Transformação
Isobárica
Transformação
Isocórica
Lei de Charles
Gay – Lussac
V1
T1
P1 . V1 = P2 . V2
=
V2
T2
P1
T1
=
P2
T2
Análise com o Professor:
20 – (UFPE – 2a fase/95) Uma certa quantidade de gás ideal ocupa 30 litros à pressão de 2 atm e à temperatura de 300K.
Que volume passará a ocupar se a temperatura e a pressão tiverem seus valores dobrados?
21 – (UNIVASF/2006 – Prova de Física) Na fase de compressão de um motor a gasolina, o pistão comprime a mistura ar +
combustível, no interior do cilindro, de modo que o volume reduz-se para 1/10 do volume inicial e a pressão aumenta
para cerca de 15 vezes a pressão inicial. Supondo que, no início da compressão, a temperatura no interior do cilindro
é de 300 K, qual a temperatura da mistura no fim da compressão? (Trate a mistura ar + combustível como um gás
ideal.)
a) 320 K
b) 400 K
c) 450 K
d) 500 K
e) 600 K
Responda você mesmo:
a
22 – (UFPE – 2 fase/2013 – Prova de Física) Um gás ideal passa por uma transformação termodinâmica em que sua
pressão dobra, seu número de moléculas triplica, e seu volume é multiplicado por um fator de 12. Nessa
transformação, qual a razão entre as temperaturas absolutas final e inicial do gás?
23 – (UFPE – 2a fase/93) Quantos litros de oxigênio são liberados na atmosfera, a temperatura constante e ao nível do
mar, por um balão de 22 litros, contendo este gás a uma pressão de 3,5 atmosferas ?
14
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
07 – Volume Molar dos Gases (Volume de 1 mol de gás)
Até 1982, a pressão padrão era tomada como uma atmosfera (1 atm ou 101 325 Pa) e a temperatura como
0 °C (273,15 K) e, portanto, o volume molar de um gás nas CNTP era 22,4 L/mol até 1982.
A partir de 1982, a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) alterou o valor da pressão
padrão, de forma que as novas condições normais de temperatura e pressão são:
t = 0 °C ou T = 273,15 K e p = 100000 Pa = 1 ba
As razões que levaram a IUPAC a alterar o valor da pressão padrão foram: valor numérico igual a 1 (1 x105
Pascal), compatibilidade com as unidades SI, produção de alterações muito pequenas nas tabelas de dados
termodinâmicos e considerável simplificação dos cálculos, entre outros aspectos.
7.A – Volume Molar do Gás nas CNTP
Como o valor da pressão padrão foi reduzido de 101 325 Pa para 100 000 Pa, houve um consequente
aumento no volume molar. O valor recomendado pela IUPAC, a partir de 1982, é:
1 mol de gás = 22,7 litros (CNTP)
Perguntas: Considerando que a massa molar do gás de cozinha (butano) é 58 g/mol, determine:
a) Qual o volume ocupado por 116g desse gás nas condições normais, considerando o volume molar 22,7 L/mol ?
58 g  1 mol
22,7 L  1 mol
116 g 
n
V
 2 mol
n = 2 mol de gás butano
V = 45,4 L de gás butano
b) Qual a massa e o número de moléculas de gás butano existente em um botijão de 11,2 litros submetidos à 760 mmHg
e 273K, considerando o volume molar 22,4 L/mol ?
22,4 L  1 mol
58 g  1 mol
11,2 L  n
n = 0,5 mol de gás
m
 0,5 mol
6,02 . 1023 moléculas  1 mol
X
 0,5 mol
X = 3,01 . 1023 moléculas de butano
m = 29 g de butano
Análise com o Professor:
24 – (FESP – UPE/94) Considere dois recipientes de iguais volumes contendo gases submetidos às mesmas condições de
23
temperatura e pressão. No primeiro, há 11,0 g de um gás “A” e no segundo recipiente há 1,505 . 10 moléculas de
um gás “B”. Há quantos gramas do gás “A” em 67,2 litros medidos nas CNTP?
a) 132,0 g
b) 11,0 g
c) 44,0 g
d) 88,0 g
e) 8,9 g
Responda você mesmo:
a
25 – (UFPE – 2 fase/94) Um mol de gás ideal nas CNTP ocupa 22,4 litros. Qual o volume em litros, ocupado por uma
mistura contendo dois mols de nitrogênio, dois mols de oxigênio e um mol de gás carbônico quando a pressão é
duplicada a temperatura constante?
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
15
08 – Idealidade do Gás
O comportamento ideal do gás está associado a um conjunto de fatores assim resumidos:
tem forma variável
tem volume variável
Gás
Ideal...
não há força de atração entre as
moléculas
as colisões entre suas moléculas são
perfeitamente elásticas
O gás adota a forma do recipiente que o contém.
O volume do gás é o volume do recipiente que o contém.
Quanto menor for a interação entre as moléculas, maior é a
idealidade do gás.
Quanto menor a perda de energia cinética durante as colisões
intermoleculares, mais ideal é o gás.
Considerando que os gases conhecidos não obedecem plenamente ao perfil acima exposto, entendemos
que o estudo da idealidade gasosa concentra-se em discutir os princípios que conduzem um gás real a se aproximar do
comportamento de gás ideal.
Verifica-se que a idealidade gasosa aumenta à medida que é maior a distância entre as moléculas:
Conclusões:
Gases formados por moléculas apolares apresentam comportamento mais ideal que os gases compostos por
moléculas polares.
+
–
+
–
Forte atração
Fraca atração
Dificuldade para se afastar
Baixa idealidade gasosa
facilidade para se afastar
Alta idealidade gasosa
Em temperaturas mais altas os gases são mais ideais. Isso ocorre porque em temperaturas elevadas, o volume
ocupado pelo gás é bastante maior. Dessa forma as moléculas se encontram mais afastadas, diminuindo as forças
de atração entre as moléculas.
Em pressões mais baixas os gases são mais ideais. Isso ocorre porque em pressões baixas, o volume ocupado pelo
gás é bastante maior. Dessa forma as moléculas se encontram mais afastadas, diminuindo as forças de atração entre
as moléculas.
Gases com pequenas massas moleculares são mais ideais. Isso ocorre porque, a uma mesma temperatura, gases
mais leves apresentam maior agitação molecular que os gases mais pesados. O gás é mais ideal à medida que é
maior o seu estado de agitação molecular.
Análise com o Professor:
26 – (UFPE – 2a fase/97) Um gás ideal é aquele que não apresenta interações entre suas partículas (átomos ou moléculas)
e cujas partículas possuem dimensões desprezíveis. Esta idealidade pode ser atingida somente sob certas condições
experimentais. Como base nestes comentários analise as afirmativas abaixo:
I II
0 0 À temperatura ambiente, o oxigênio gasoso a 0,01 atm de pressão se comporta menos idealmente que a 10
atm de pressão.
1 1 Nas mesmas condições de temperatura e pressão o hidrogênio deve se comportar mais idealmente que o
cloro.
2 2 Numa mesma pressão, um mesmo gás deve ser mais ideal quanto maior for sua temperatura.
3 3 Moléculas polares devem se comportar mais idealmente do que moléculas apolares.
4 4 Moléculas de água devem se comportar menos idealmente que moléculas de dióxido de carbono.
16
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
09 – Equação de Clapeyron ou Equação do Estado Gasoso
Permite relacionar o volume, a pressão e a temperatura de uma determinada quantidade de mols de gás
rigorosamente ideal.
P.V = n.R.T
P = Pressão em atm ou mmHg (nos textos de química)
V = Volume em litros
m
n =
n = Quantidade de mols
M
T = Temperatura em Kelvin (TK = ToC + 273)
R = Constante universal dos gases
R = 0,082 atm . L / mol . K (para pressão em atm)
R = 62,3 mmHg . L / mol . K (para pressão em mmHg)
1 mol de gás nas
CNTP
Demonstração:
Partindo-se da equação geral dos gases e considerando 1 mol de gás inicialmente nas CNTP...
1 atm . 22,4 L
P2 . V2
=
273 K
T2
0,082 atm . L / K
0,082 = P2 . V2
T2
R
Para 1 mol de gás.
R =
P . V
T
P.V =R.T
Para 1 mol de gás
Para n mols de gás em
quaisquer condições de
pressão, volume e
temperatura...
Um gás será considerado ideal
quando obedecer rigorosamente
à Equação de Clapeyron.
P1 . V1 = P2 . V2
T2
T1
P.V = n.R.T
Análise com o Professor:
27 – (UFPE – 1a fase/2005: Prova de física) Uma panela de pressão com volume interno de 3,0 litros e contendo 1,0 litro
de água é levada ao fogo. No equilíbrio térmico, a quantidade de vapor de água que preenche o espaço restante é de
0,2 mol. A válvula de segurança da panela vem ajustada para que a pressão interna não ultrapasse 4,1 atm.
Considerando o vapor de água como um gás ideal e desprezando o pequeno volume de água que se transformou em
vapor, calcule a temperatura, em 102 K, atingida dentro da panela.
a) 4,0
b) 4,2
c) 4,5
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
d) 4,7
e) 5,0
17
Análise com o Professor:
28 – (Vestibular Seriado 2º ano – UPE/2009) Um tanque de 24.600 cm3 contém gás metano, CH4, submetido a 27ºC.
Constatou-se que ocorreu um vazamento de gás em uma das válvulas do tanque, ocasionando uma variação de 4
atm. Em relação ao gás metano que escapou do tanque, é CORRETO afirmar que
Dados: ma( C ) = 12u, ma( H ) = 1u, R = 0,082 L.atm/mol.k
ΔH(combustão do CH4) = – 212 kcal/mol
a)
b)
c)
d)
e)
a massa do gás liberada para a atmosfera corresponde a 32,0g do gás.
a combustão total de toda a massa de gás que escapou para a atmosfera libera 848,0kcal.
23
foram liberadas para a atmosfera 1,806 x 10 moléculas de metano.
foram liberados para a atmosfera três mols de moléculas de metano.
o gás liberado para a atmosfera, se confinado em um recipiente de 100,0L, a 27ºC, exercerá uma pressão de
6,0atm.
Responda você mesmo:
o
3
29 – (UPE – Quí. II/2004) Um tanque, contendo gás butano a 227 C com capacidade de 4,10 m , sofre um vazamento
ocasionado por defeito em uma das válvulas de segurança. Procedimentos posteriores confirmaram uma variação de
pressão na ordem de 1,5 atm. Admitindo-se que a temperatura do tanque não variou, pode-se afirmar que a massa
perdida de butano, em kg, foi: (Dado: C4H10 = 58 g/mol)
a) 8,7
b) 2,9
c) 15,0
d) 0,33
e) 330,3
30 – (UPE – Quí. II/2007) A variação de pressão interna constatada em um botijão de gás de cozinha, a 27ºC, por ocasião
da preparação de uma dobradinha por uma dona de casa, é igual a 2,46 atm. (Admita que a temperatura e a
capacidade do botijão permanecem constantes e que todo calor produzido pela combustão do butano foi utilizado na
preparação da dobradinha).
Dados: ma(C) = 12u, ma (H) = 1u, R = 0,082L.atm/mol.K
Calor de combustão do butano = – 693 kcal/mol
Sabendo-se que a capacidade do botijão é 20,0L e que o gás nele contido é o butano, é correto afirmar que
a)
b)
c)
d)
e)
18
A preparação da dobradinha consumiu 174,0g de gás butano.
A quantidade de calor necessária para a preparação da dobradinha é igual a 2.079kcal.
A massa do butano utilizada na combustão para a preparação da dobradinha é igual a 116,0g.
24
Foram queimadas 1,806 x 10 moléculas de butano para a preparação da dobradinha.
Apenas 0,25 mol de butano foi necessário para a preparação da dobradinha.
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
Testes de
Vestibulares
31 – (UNICAP – Qui. II/2002) Numa garrafa PET de 2 L, vazia e aberta ao nível do mar, foram colocados 22g de gelo seco
e, em seguida, fechada. Admitindo-se o recipiente indeformável e a temperatura estabilizada em 27oC, qual a pressão
total dentro da garrafa, após total transformação do gelo seco ?
(Massas molares em g/mol: C = 12 e O = 16)
I
0
1
2
3
4
II
0
1
2
3
4
A pressão no interior da garrafa é de 6,15 atm.
Como o gelo seco não sublima, a pressão é desprezível.
A pressão no interior da garrafa é de 1 atm.
A pressão no interior da garrafa é de7,15 atm.
A pressão no interior da garrafa é de 6,15 atm (resultante da transformação do gelo seco) + 1atm
32 – (UFPE – 2a fase/94) A concentração de monóxido de carbono, CO, na fumaça de cigarro é aproximadamente
4
x 10-5 mols/litro. Considerando a equação dos gases ideais, PV = nRT, com R = 0,08 atm.litro/mol.K, determine a
o
-5
pressão parcial de CO à 27 C, em unidade de 10 atm ?
33 – (UFPE – 1ª fase/2009) As propriedades físicas de um gás ideal são descritas por quatro parâmetros (quantidade de
matéria, n; temperatura, T; pressão, P; volume, V). Estes quatro parâmetros não são independentes, e as relações
entre eles estão explicitadas na equação de estado do gás ideal, PV = nRT. Qual das afirmações a seguir, relacionadas
à equação citada, é incorreta?
a)
b)
c)
d)
e)
Um gás ideal é definido como aquele que obedeceria rigorosamente à equação de estado PV = nRT.
Em certas circunstâncias, gases reais comportam-se, aproximadamente, segundo o modelo de um gás ideal.
O valor numérico da constante R depende das unidades de P, V, n e T.
O parâmetro P, na equação PV = nRT, é definido necessariamente pela pressão externa exercida sobre o sistema.
A pressão osmótica de uma solução diluída-ideal, π, é calculada com o uso de uma equação análoga a PV = nRT.
34 – (UFPE – 2a fase/1998: Prova de Física I) Em um laboratório o melhor “vácuo” que pode ser obtido em um certo
recipiente corresponde à pressão de 2,5 x 10–15 atm. Quantas moléculas por milímetro cúbico existem no interior do
recipiente à temperatura de 27oC?
35 – (UFPE – 1a fase/2005) Dois recipientes contendo diferentes gases que não reagem entre si, são interligados através
de uma válvula. Sabendo-se que:
1)
2)
3)
Não há variação de temperatura,
A pressão inicial do gás A é o triplo da pressão inicial do gás B,
O volume do frasco A é o dobro do frasco B,
Qual será a pressão do sistema (frasco A + B) quando a válvula for aberta?
a) O dobro da pressão do frasco B
b) 7/3 da pressão do frasco B
c) 5/3 da pressão do frasco B
d) 2/3 da pressão do frasco A
e) 1/3 da pressão do frasco A
36 – (UPE – Quí. II/2011) Uma mistura com 1,0 mols de gases, formada por SO2, N2 e H2, ocupa um recipiente de volume
“V”, está submetida a uma temperatura “T” e exerce uma pressão total de 2,46atm. Injeta-se essa mistura em uma
ampola na qual há um reagente que absorve completamente apenas o gás SO2. Em seguida, os gases remanescentes
são colocados no mesmo recipiente inicial, submetidos à mesma temperatura “T”, verificando-se que a pressão total
que os gases exercem decresce para 1,968atm. A massa de SO2 absorvida pelo reagente é igual a
Dados: ma(S) = 32u , ma (O) = 16u
a) 16,4g
b) 12,8g
c) 25,6g
d) 2,46g
e) 19,2g
*Essa questão foi anulada porque, na prova original, não foi informado que a quantidade de matéria total contida na
mistura correspondia a 1,0 mols de gases, conforme aparece logo no início do texto digitado nesse material didático.
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
19
a
37 – (UFPE – 2 fase/2013 – Prova de Biologia) A respiração é um processo de trocas gasosas que ocorre de forma
característica, de acordo com o modo de vida do organismo, sempre obedecendo às leis físico-químicas que regem os
gases. Quanto à respiração humana, analise o que se afirma a seguir.
I
0
1
2
II
0 A fixação do O2 à hemoglobina é menor em grandes altitudes.
1 Para que ocorra expiração, a pressão intrapulmonar deve ser menor que a atmosférica.
2 A difusão de CO2 dos tecidos para o sangue é maior nos músculos do que nos pulmões, e aumenta com a
atividade física.
3 3 A entrada de ar nos pulmões ocorre quando aumenta o volume pulmonar por contração do diafragma.
4 4 A expansão do tórax pela movimentação das costelas aumenta a pressão intrapulmonar e permite a expiração.
Leia e analise a situação-problema a seguir e responda à questão 38.
Um certo gás ideal realiza o ciclo representado no diagrama PV abaixo. Sabe-se que Po = 3,0 kPa e Vo = 2,0 m³.
P
3P0
P0
0
b
c
d
a
V0
4V0
V
38 – (UPE – SSA 2º Ano/2011 – Prova de Física) É CORRETO afirmar que o maior e o menor valor da temperatura que o
gás apresenta durante o ciclo valem respectivamente
a) Ta e Tb
b) Tb e Td
c) Tc e Ta
d) Tb e Tc
e) Td e Tc
18. 38 – (UPE – SSA 2º Ano/2011) As figuras abaixo mostram as etapas de uma atividade experimental.
Inicialmente, colocou-se um
balão de festa cheio de ar e vedado dentro de uma caixa de isopor. Em seguida, derramou-se N2
líquido a uma temperatura 77K sobre esse balão (Figura 1). Após certo tempo, retirou-se o balão do
interior da caixa de isopor e observou-se que ele havia murchado (Figura 2).
Figura 1. Balão de festa cheio
de ar na presença de N2
líquido é
a 77K.
experimental,
CORRETO afirmar
Figura 2. Balão de festa após o contato
com líquido a 77K.
Com relação a essa atividade
que houve
A) redução do tamanho das moléculas de ar no interior do balão.
B) acréscimo nas colisões entre as moléculas do ar, provocando uma expansão do tamanho dessas
moléculas.
C) elevação da pressão exercida pelo ar no interior do balão, por causa do aumento das colisões entre as
moléculas.
D) diminuição da energia cinética média das moléculas de ar, reduzindo os espaços entre as moléculas e,
consequentemente, o volume ocupado no balão.
E) redução da temperatura por causa da presença de N2 líquido, impedindo o balão de ficar novamente cheio à
temperatura ambiente.
20
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
18. 09 – (UPE – SSA 3º Ano/2011) A oxiemoglobina, resultante da interação química entre o oxigênio do ar e a
hemoglobina do sangue, é
responsável pelo transporte de oxigênio no sangue (Equação 1). O acúmulo do monóxido de carbono
num recinto fechado provoca alteração na respiração humana, pois, nesse caso, a oxiemoglobina sofre
modificação, formando a carboxiemoglobina.
Hemoglobina + O2 Oxiemoglobina (1)
Recentemente foi divulgada, na mídia televisiva, a morte de um casal por intoxicação com monóxido de
carbono, CO. Eles dormiam num quarto fechado onde havia queima de madeira numa lareira.
Diante disso, analise as seguintes considerações:
I. O acréscimo da concentração de CO provocou o aumento da produção de oxiemoglobina.
II. A concentração de CO no quarto resultou da combustão incompleta da madeira na lareira.
III. A combustão completa de madeira deslocou o equilíbrio no sentido de produzir mais hemoglobina.
IV. O processo químico ocorrido no quarto do casal é idêntico ao enfrentado por jogadores de futebol quando
jogam em países de maior altitude, como a Bolívia.
V. A morte do casal ocorreu porque o equilíbrio da reação 1 foi afetado no sentido de formar a hemoglobina,
que, em contato com o CO, forma a carboxihemoglobina, diminuindo o transporte de oxigênio no sangue.
Estão CORRETAS
A) I e II. B) II e V. C) IV e V. D) III e IV. E) I, II, III e V.
11 – (ENEM – 2003) Nos últimos anos, o gás natural (GNV: gás natural veicular) vem sendo utilizado pela frota de veículos
nacional, por ser viável economicamente e menos agressivo do ponto de vista ambiental.
O quadro compara algumas características do gás natural e da gasolina em condições ambiente.
GNV
Gasolina
Densidade (kg /m3)
0,8
738
Poder Calorífico (kJ /kg)
50.200
46.900
Apesar das vantagens no uso de GNV, sua utilização implica algumas adaptações técnicas, pois, em condições
ambiente, o volume de combustível necessário, em relação ao de gasolina, para produzir a mesma energia, seria
a)
b)
c)
d)
e)
muito maior, o que requer um motor muito mais potente.
muito maior, o que requer que ele seja armazenado a alta pressão.
igual, mas sua potência será muito menor.
muito menor, o que o torna o veículo menos eficiente.
muito menor, o que facilita sua dispersão para a atmosfera.
Resoluções de Testes
Comentários Adicionais
Comportamento Físico dos Gases – Parte I
21
Resoluções de Testes
Comentários Adicionais
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Comportamento Físico do Gases
Parte I
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Comportamento Físico dos Gases – Parte I
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Comunique-se com seu professor:
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Comportamento Físico dos Gases – Parte I
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