AULA 06 06: ESTUDO DOS GASES Passatempo da viagem!!! a) diretamente proporcional ao volume; 01. O fato de um gás exercer pressão sobre as paredes do b) inversamente proporcional ao volume; recipiente que o contém é explicado por: c) constante; a) choque das moléculas do gás contra as paredes do recipiente; d) sempre crescente; b) grande número de moléculas no recipiente; c) volumes muito pequenos das moléculas; 09. Você diria que, nos dias quentes, a pressão interna dos pneus: d) temperaturas elevadas no estado gasoso. a) diminui; b) não se altera; 02. A pressão exercida por um gás depende: c) aumenta; a) diretamente da temperatura; d) é sempre igual à pressão exterior; b) diretamente do número de mols do gás; c) indiretamente do volume; 10. Se diminuirmos o volume de um recipiente fechado contendo d) todas as anteriores estão corretas. gás e mantivermos constante a temperatura, a pressão do gás: a) aumentará; 03. Aumentando-se a velocidade das moléculas de um gás b) diminuirá; perfeito, a sua pressão: c) não sofrerá alteração; a) diminui; d) dependendo do gás, aumentará ou diminuirá; b) aumenta; c) permanece constante; 11. Se a energia cinética média das moléculas de um gás d) a e b estão corretas. aumentar e o volume do mesmo permanecer constante: a) a pressão do gás aumentará e a sua temperatura aumentará; 04. Para se aumentar a energia interna das moléculas de um gás b) a pressão permanecerá constante e a temperatura aumentará; perfeito, devemos: c) a pressão e a temperatura aumentarão; a) aumentar o volume; d) a pressão diminuirá e a temperatura aumentará; b) aumentar a pressão; c) aumentar a temperatura; 12. Uma bola de aniversário, cheia de hélio, é largada da d) aumentar o volume e a pressão. superfície da Terra, subindo até a altitude de 5000 m. Durante a subida, podemos afirmar que: 05. Uma certa massa de gás perfeito está encerrada num a) o volume da bola diminui. recipiente selado e indilatável. Qualquer transformação que ocorra b) a temperatura da bola aumenta. com o gás será necessariamente: c) a pressão do gás no interior da bola aumenta. a) adiabática; d) o volume da bola aumenta. b) isotérmica; e) o volume da bola permanece constante. c) isométrica; 13. Um gás real "tende" a se tornar perfeito com: d) isobárica. a) o aumento da pressão e diminuição da temperatura; 06. Para aumentar a pressão que um gás exerce, devemos: b) o aumento da pressão e da temperatura; a) aumentar sua temperatura e aumentar seu volume; c) a diminuição da pressão e aumento da temperatura; b) aumentar sua temperatura e conservar seu volume; d) a diminuição da pressão e da temperatura; c) diminuir sua temperatura e aumentar seu volume; 14. Comprimindo-se rapidamente o êmbolo de um cilindro, d) diminuir sua temperatura e conservar seu volume. contendo um gás em seu interior, o sistema praticamente não 07. Aquecendo-se um gás em recipiente fechado e indeformável, troca calor com o meio exterior. Pode-se considerar esta ele: transformação como: a) aumenta de volume e de pressão; a) adiabática; b) isotérmica; c) isobárica; d) isométrica; b) conserva o volume e a pressão; c) conserva o volume e aumenta a pressão; 15. A pressão que um gás exerce nas paredes de um recipiente, d) aumenta de volume e diminui a pressão. no qual está encerrado, é devida: a) ao choque das moléculas do gás contra a parede considerada; 08. Numa transformação isotérmica, de dada massa de um gás, a b) ao choque entre as moléculas; pressão é: c) à força de atração entre as moléculas; 15 Prof.: Carlos Alberto http:// www.fisicacomcarlos.blogspot.com email: [email protected] AULA 06 06: ESTUDO DOS GASES d) à força repulsiva entre as moléculas; 16. Por que um gás se expande quando aquecido? a) as moléculas aumentam de tamanho; b) os gases não se expandem, eles se contraem quando aquecidos; c) as moléculas se movem mais rapidamente, o que causa mais 21. Qual dos gráficos abaixo melhor representa o que acontece pressão, e consequentemente expansão; com a pressão no interior de um recipiente contendo um gás ideal, d) por que o gás aumenta de densidade; a volume constante, quando a temperatura aumenta? Brincando com a COVEST!!! 17. Três moles de um gás ideal estão confinados em um cilindro com um êmbolo, como mostrado na figura. Inicialmente a pressão do gás é 2atm. O gás é então comprimido até que a pressão atinja 14atm. Supondo que a temperatura do gás é mantida constante, calcule a razão entre as densidades molares final e inicial do gás. 22. Uma panela de pressão com volume interno de 3 litros e contendo 1 litro de água é levada ao fogo. No equilíbrio térmico, a quantidade de vapor de água que preenche o espaço restante é 18. O volume interno do cilindro de comprimento L = 20 cm, de 0,2 mol. A válvula de segurança da panela vem ajustada para mostrado na figura, é dividido em duas partes por um êmbolo que a pressão interna não ultrapasse 4,1 atm. Considerando o condutor térmico, que pode se mover sem atrito. As partes da vapor de água como um gás ideal e desprezando o pequeno esquerda e da direita contêm, respectivamente, um moI e três volume de água que se transformou em vapor, calcule a mols, de um gás ideal. Determine a posição de equilíbrio do temperatura, em 102 K, atingida dentro da panela. êmbolo em relação à extremidade esquerda do cilindro. A) 4,0 A) 2,5 cm B) 4,2 B) 5,0 cm C) 4,5 C) 7,5 cm D) 4,7 D) 8,3 cm E) 5,0 E) 9,5 cm 23. Um gás ideal ocupa um recipiente com volume igual a 2.500 19. Uma caixa cúbica metálica e hermeticamente fechada, de 4,0 cm3, temperatura igual a 300K, e pressão igual a 100 Pa. Qual a cm de aresta, contém gás ideal à temperatura de 300 K e à ordem de grandeza do número de mols do gás no recipiente? pressão de 1 atm. Qual a variação da força que atua em uma das A) 10-4 B) 10-3 C) 10-2 D) 100 E) 103 paredes da caixa, em N, após o sistema ser aquecido para 330 K e estar em equilíbrio térmico? Despreze a dilatação térmica do 24. No diagrama P x T abaixo, uma certa quantidade de gás ideal metal. evolui do estado inicial A para um estado final B, conforme 20. Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal inicial do gás? comprimido em seu interior por um pistão móvel, de massa A) 1/3 desprezível e sem atrito. O pistão repousa a uma altura h0 = 1,0 B) 1/2 m. A base do cilindro está em contato com um forno, de forma que C) 1 a temperatura do gás permanece constante. Bolinhas de chumbo D) 2 são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo E) 3 indicado na figura. Qual a razão, VB/VA, entre os volumes final e atinja a altura h = 80 cm. Determine a massa de chumbo, em kg, que foi depositado sobre o pistão. Considere a pressão 25. Um cilindro de gás mantido à temperatura constante contém atmosférica igual a 1 atm. um êmbolo móvel de área 100 cm2. Se o cilindro estiver na posição horizontal o volume do gás é V0. Na posição vertical o volume do gás é 0,8 V0. Determine a massa do êmbolo em kg. 16 Prof.: Carlos Alberto http:// www.fisicacomcarlos.blogspot.com email: [email protected] AULA 06 06: ESTUDO DOS GASES 29. (UEL 98) Uma amostra de gás perfeito foi submetida às transformações indicadas no diagrama PV a seguir. 26. Considere um gás ideal em um recipiente cilíndrico de volume V0, que tem a extremidade superior fechada por um êmbolo de massa M. Após o êmbolo ser liberado, o gás se expande isotermicamente, elevando o êmbolo de uma altura H. Supondo Nessa seqüência de transformações, os estados de maior e de que o êmbolo possa deslizar sem atrito, qual dos gráficos abaixo menor temperatura foram, respectivamente, melhor representa a pressão do gás em função do seu volume? a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 2 e 3 d) 3 e 4 e) 3 e 5 30. (MACKENZIE 2003) Um mol de gás ideal, inicialmente num estado A, ocupa o volume de 5,6 litros. Após sofrer uma transformação isotérmica, é levado ao estado B. Sabendo que em B o gás está nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão), podemos afirmar que em A: a) a pressão é desconhecida e não pode ser determinada com os dados disponíveis. b) a pressão é 1,0 atmosfera. c) a pressão é 2,0 atmosferas. d) a pressão é 4,0 atmosferas. e) a pressão é 5,6 atmosferas. Para brincar um pouco mais!!! 27. (UFF 2002) Até meados do século XVII, a concepção de 31. (UFRS 2004) Na figura adiante estão representados dois vácuo, como uma região desprovida de matéria, era inaceitável. balões de vidro, A e B, com capacidades de 3 litros e de 1 litro, Contudo, experiências relacionadas à medida da pressão respectivamente. Os balões estão conectados entre si por um atmosférica possibilitaram uma nova concepção, considerando o tubo fino munido da torneira T, que se encontra fechada. O balão vácuo como uma região onde a pressão é bem inferior à de sua A contém hidrogênio à pressão de 1,6 atmosfera. O balão B foi vizinhança. Atualmente, pode-se obter vácuo, em laboratórios, completamente esvaziado. Abre-se, então, a torneira T, pondo os com o recurso tecnológico das bombas de vácuo. balões em comunicação, e faz-se também com que a temperatura Considere que se tenha obtido vácuo à pressão de, dos balões e do gás retorne ao seu valor inicial. aproximadamente, 1,00 × 10-10 atm à temperatura de 300K. (Considere 1 atm igual a 105 N/m2.) Utilizando o modelo de gás perfeito, determine o número de Qual é, em N/m2, o valor aproximado da pressão a que fica moléculas por cm³ existentes nesse vácuo. submetido o hidrogênio? Dados: a) 4,0 x 104 23 Número de Avogadro = 6,02×10 moléculas/mol b) 8,0 x 104 Constante universal dos gases = 8,31 J/mol K c) 1,2 x 105 5 1 atm = 1,01 × 10 N/m 2 d) 1,6 x 105 e) 4,8 x 105 28. (UFRJ 2005) Um recipiente de volume variável, em equilíbrio térmico com um reservatório de temperatura constante, encerra GABARITO uma certa quantidade de gás ideal que tem inicialmente pressão 01. A 02. D 03. B 04. C 05. C 06. B de 2,0 atmosferas e volume de 3,0 litros. 07. C 08. B 09. C 10. A 11. C 12. D 13. C 14. A 15. A 16 C 17 07 18 B 19. 16 20. 05 21. D 22. E 23. A 24. D 25. 25 26. B 27. 2,4 x 10-9 28. 3,0 e 1,2 atm 29. C 30. D 31. C O volume máximo que esse recipiente pode atingir é de 5,0 litros, e o volume mínimo é de 2,0 litros. Calcule a pressão máxima (pmáx) e mínima (pmín) a que o referido gás pode ser submetido. 17 Prof.: Carlos Alberto http:// www.fisicacomcarlos.blogspot.com email: [email protected]