SlideShare uma empresa Scribd logo
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
1
QUESTÕES CORRIGIDAS
GASES
ÍNDICE
TRABALHO DE UM GÁS ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
TERMODINÂMICA E TEORIA CINÉTICA DOS GASES ---------------------------------------------------------------------- 17
Trabalho de um gás
1. O gráfico abaixo representa um gás sofrendo uma expansão isobárica.
O trabalho realizado pelo gás foi igual a:
a) 300 J.
b) 1,2 J.
c) 3 J.
d) 26 J.
CORREÇÃO
O trabalho é dado ou pela área do gráfico ou por  = PV = P(Vf - Vi) 
30
P (Pa)
V (m3)122
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
2
 = 30(12 - 2) = 300 J.
OPÇÃO: A.
2. O gráfico abaixo representa um gás sofrendo uma expansão isobárica.
CALCULE o trabalho realizado pelo gás.
CORREÇÃO
O trabalho é dado pela área sob o gráfico, ou no caso da uma transformação isobárica,
 = P.V . Apenas observar as escalas, nos eixos do gráfico: potências de dez...
Assim:  = 2.10 – 3
.10.10 5
= 2.10 3
J .
3. Um gás hipotético sofre a transformação mostrada no diagrama abaixo,
Pressão versus Volume.
10
P (x10 5 Pa)
V (x10 – 3 m3)64
30
P (Pa)
V (m3)122
40
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
3
CALCULE o trabalho realizado pelo gás durante sua expansão.
CORREÇÃO
O trabalho é dado pela área sob o gráfico P x V, no caso, um trapézio.
Basta calcular, o que é simples:
( ) (40 30)(12 2)
350
2 2
Trap
B b h
A J
  
   .
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
4
Transformações Gasosas
4. (UFMG – 2006) Regina estaciona seu carro, movido a gás natural, ao Sol. Considere que o gás no
reservatório do carro se comporta como um gás ideal. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa
a pressão em função da temperatura do gás na situação descrita.
CORREÇÃO
O cilindro de gás (espécie de bujão) pode ser considerado um volume praticamente constante, pois
dilata relativamente pouco. Neste caso, teremos uma transformação ISOVOLUMÉTRICA, na qual a
Temperatura aumenta, já que o carro fica exposto ao sol. Para uma massa de gás constante, já que
não escapa nada do cilindro, temos:
TPk
T
P
T
P
T
VP
T
P
T
VP 
0
0
0
00.
,
Pressão proporcional à Temperatura. O Gráfico de uma proporção direta é uma reta do tipo y =ax:
quando o Sol aquece o cilindro, a Temperatura do gás em seu interior aumenta e, por conseqüência, a
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
5
Pressão interna aumenta proporcionalmente. Um detalhe, que nem importou, é que se trata da
Temperatura Absoluta!
OPÇÃO: D.
5. (UNIFEI – 1ª 2006) Uma massa m de um gás ideal sofre uma transformação X  Y  Z. O
processo X  Y é isotérmico. De Y  Z o gás é aquecido à pressão constante de modo
que a temperatura aumente de TY para TZ. Dos diagramas abaixo, qual não representa a
transformação acima?
CORREÇÃO
Procuramos um gráfico que não seja um processo isotérmico + outro isobárico.
O primeiro gráfico (A)é tranqüilo: Pressão x Temperatura. Vemos que corresponde ao
enunciado.
O segundo (B) é tradicional: Pressão x Volume, cuja área inclusive dá o Trabalho. Fórmula
tradicional de gases ideais: VP
T
VP VPkT
T
VP
00
0
00
.,
.
 . Para T = constante, isotérmico, a
pressão é inversamente proporcional ao volume, e a curva é uma hipérbole, aliás, chamada
ISOTERMA! Assim, XY é isotérmico e claramente YZ isobárico, com volume aumentando já que o gás
recebe calor (aquecido), a temperatura aumenta e o volume também! Ok!
Em C, Volume x Temperatura, vemos primeiro que o volume diminui isotermicamente, logo a
pressão está aumentando, e depois volume e temperatura aumentam linearmente. Num processo
isobárico, temos
T
V
T
VP
T
V
kP
T
VP
0
0
0
00
,
.
 , o volume é diretamente proporcional à
temperatura. Ok.
PY= Pz
PX
TZTX = Ty
X
Y Z
PY= Pz
PX
VZVY
X
Y Z
VX
VYVZ
X
Z
Y
VX
A) B)
VX
VY
TZTX = Ty
Y
X
Z
VZ
C) D)
PY = Pz
PX
PY= Pz
PX
TZTX = Ty
X
Y Z
PY= Pz
PX
VZVY
X
Y Z
VX
VYVZ
X
Z
Y
VX
A) B)
VX
VY
TZTX = Ty
Y
X
Z
VZ
C) D)
PY = Pz
PX
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
6
Errado está o D! Até que temos uma isoterma e uma transformação isobárica, porém na
parte isobárica volume e temperatura estão diminuindo, e de acordo com a questão o gás está
recebendo calor! Assim, volume e temperatura devem aumentar, como nos anteriores.
OPÇÃO: D.
6. Um gás ideal tem sua pressão variando de acordo com o gráfico abaixo.
A curva do gráfico é uma elipse.
a) CALCULE a pressão correspondente
ao volume de 2 l .
b) Para a pressão de 8 atm e sabendo
que a amostra contém 1 mol do gás,
DETERMINE a temperatura dessa amostra.
Dado:
.
0,082
.
atm
R
K mol

l
CORREÇÃO
a) A elipse mostra uma transformação isotérmica . Aplicando a equação e tirando os dados do
gráfico:
PV
T

PV
T
o o
o
.2 P 8
4
2
1
.
2
2 atm .
b) Da equação de Clapeyron:
8
  
PV
nR
PV nRT T
4
1
.
2
2
400
48,78 49
1.8,2.10 8,2
  K K
7. Um cilindro de paredes rígidas e êmbolo móvel sem atrito contém um gás em seu interior,
conforme indica a figura.
8
P (atm)
V ( l )20,5
P
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
7
Quando a temperatura é 27 ºC o volume ocupado pelo gás é 5 l. Qual deve ser a temperatura
para que o volume do gás seja 8 l, mantendo a pressão constante?
a) 7,5 K.
b) 43,2 ºC.
c) 187,5 ºC.
d) 480 K.
CORREÇÃO
Aplicando a equação e lembrando de converter para Kelvin ( + 273) teremos:
P

PV
T
8 5
 
V
T T
o o
o
60
300
480 T K .
Opção: D.
8. Um gás perfeito a 27 ºC sofre uma expansão isotérmica de um estado A para um
estado B caindo sua pressão a 1/5 da pressão inicial conforme o gráfico abaixo.
DETERMINE o volume do gás no estado B.
a) 2 l.
b) 4 l.
c) 5 l.
d) 50 l.
CORREÇÃO
PV
T
o o
o
P V
T

1
5
 . 20
4
. 20V 
5
.10 50V  l .
OPÇÃO: D.
9. Colocam-se 160 g de Oxigênio, a 27 ºC, num recipiente de capacidade igual a 5l .
Considerando que o Oxigênio se comporta como um gás perfeito, CALCULE o
valor da pressão exercida por ele.
Dados: R = 0,082 atm. l /K.mol .
1 mol de Oxigênio = 32 g .
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
8
a) 24,6 atm.
b) 787 atm.
c) 2,21 atm.
d) 70,8 atm.
CORREÇÃO
160
32nRT
PV nRT P
V
   
.0,082.(27 273)
5

2
8,2.10
 2
.3.10 24,6atm .
OPÇÃO: A.
10. Um motorista calibrou os pneus do carro a uma temperatura de 27 ºC.
Depois de rodar bastante, ao medir novamente a pressão, encontrou um valor
20% superior ao da pressão inicial. Supondo-se invariável o volume do pneu, a
temperatura do gás no interior deve ter atingido:
a) 360 ºC.
b) 60 K.
c) 60 ºC.
d) 87 ºC.
CORREÇÃO
to = 27 ºC = 27 + 273 = 300 K.
P = 20 % a mais de Po = 1,2 Po . Assim, basta aplicar a equação dos gases:
PV o oP V
T

1,2 o
o
P
T

oP
T
 360 87º
300
T Kelvin C   .
OPÇÃO: D.
11. Um gás ideal, aprisionado em um recipiente de volume constante, sofre uma
transformação isovolumétrica. Dos gráficos abaixo, qual representa corretamente
como varia sua Pressão em função da Temperatura?
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
9
CORREÇÃO
PV o oP V
T

o
P T reta
T
  .
OPÇÃO: D.
12. Durante uma transformação isobárica, um gás ideal tem sua temperatura
variada de 27 ºC para 177 ºC. Sabendo que seu volume inicial Vo era igual a 1 l,
CALCULE o seu volume final.
a) 1,5 l .
b) 6,5 l .
c) 0,67 l .
d) 0,15 l .
CORREÇÃO
P (Pa)
T (K)
P (Pa)
T (K)
P (Pa)
T (K)
P (Pa)
T (K)
a) b)
d)c)
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
10
iT
ip
FT
Fp
3
4
Fp
TKelvin = TCelsius + 273 .
P PV
T

450o o o
o o
V TV
V
T T
  
3
2
.1
300
1,5 l .
OPÇÃO: A.
13. (UFMG/2007) QUESTÃO 05 (Constituída de dois itens.)
Um reservatório fechado contém certa quantidade de hélio
gasoso à pressão pi.
Num primeiro processo, esse gás é aquecido, lentamente,
de uma temperatura inicial Ti até uma temperatura TF.
Num segundo processo, um pequeno orifício é aberto na
parede do reservatório e, por ele, muito lentamente, deixa-
se escapar um quarto do conteúdo inicial do gás. Durante
esse processo, o reservatório é mantido à temperatura TF .
Considerando essas informações,
1. ESBOCE, no quadro ao lado, o diagrama da pressão em
função da temperatura do gás nos dois processos descritos.
JUSTIFIQUE sua resposta.
2. Considere que pi = 1,0 x105 N/m2 e que as temperaturas são Ti = 27 ºC e TF = 87 ºC.
CALCULE o valor da pressão do gás no interior do reservatório, ao final do segundo processo.
CORREÇÃO
Trata-se de uma típica questão de Comportamento dos Gases Ideais. Alguns detalhes neste
tipo de questão precisam ser levados em conta!
Primeiramente, com a palavra fechado do
enunciado leia-se volume constante!
Da equação de Clapeyron, famosa
puta véia não rejeita tarado, temos:
PV = nRT , ou seja, para V = k e
n (número de mols) = k  P  T,
claro, a Temperatura em Kelvin!
Se a temperatura aumenta, a pressão
também aumenta. Tracemos a primeira
parte do problema, em vermelho. Um
detalhe é que a reta passa pela origem!
É o zero absoluto.
Segundo a questão, um quarto do gás
escapa. Da equação, para T = k  P  n.
Escapa ¼ e sobram ¾ de gás  ¾ P . Em
azul.
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
11
2. Sempre chamo a atenção para as temperaturas terminadas em 7: em geral, são em
Celsius para transformar em Kelvin. TK = TC + 273 . Além disso, da Equação de Clapeyron,
obtemos: o o
o
p VpV
T T
 , considerando o número de mols constante na primeira transformação, além
do volume.
Então:
pV o op V
T

360o
o o
Tp
p
T T
  
6
5
5
.1,0.10
300
5
2
1,2.10
N
m

.
Como pF = ¾ pi no segundo processo, temos: pF = ¾ 1,2.105 = 0,90.105 = 9,0.104 N/m2.
14. (UFVJM/2008) Com relação à variação de temperatura nos materiais, ASSINALE a alternativa
INCORRETA.
A) Quando os metais são aquecidos, aumentam de tamanho dependendo do seu coeficiente de dilatação térmica.
B) Quando um gás é aquecido, nenhuma outra variável de estado pode ser mantida constante.
C) Quando um material sofre uma determinada variação de temperatura na escala Celsius, essa variação será
idêntica se for considerada na escala Kelvin.
D) Quando a água é resfriada, há uma determinada temperatura em que seu volume é mínimo.
CORREÇÃO
A questão aborda tópicos da Termodinâmica. Neste tipo de questão, gosto de comentar cada
alternativa. Vamos lá:
a) Realmente, ao se aquecer um metal, ele dilata, e este é um fenômeno bem conhecido e
discutido em sala de aula.
b) Quando um gás é aquecido, ganhando energia sob a forma de calor, sua temperatura está
aumentando, claro (aquecido), mas outras variáveis podem sim se manter constante,
como o volume e a pressão. ERRADA.Veja em exemplo: UFMG/2004.
Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido,
como representado nesta figura:
Como TAREFA PARA CASA, fica para você identificar o tipo de transformação e discutir o
que ocorre com a energia interna do gás.
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
12
c) Uma variação de 1º C equivale de fato a uma variação de 1 K. O tamanho dos graus é
idêntico nas escalas Celsius e Kelvin, e o que muda é o ponto em que a escala começa,
ou seja, o ponto em que cada um pôs o zero.
d) Sim, a 4º C a água, que é uma exceção conhecida quanto à dilatação, atinge seu volume
mínimo.
OPÇÃO: B.
15. (CF-C6-H21) (FUVEST/94) Uma bola de futebol impermeável e murcha é colocada sob
uma campânula, num ambiente hermeticamente fechado. A seguir, extrai-se lentamente o ar da
campânula até que a bola acabe por readquirir sua forma esférica. Ao longo do processo, a
temperatura é mantida constante. Ao final do processo, tratando-se o ar como um gás perfeito,
podemos afirmar que:
a) a pressão do ar dentro da bola diminuiu.
b) a pressão do ar dentro da bola aumentou.
c) a pressão do ar dentro da bola não mudou.
d) a densidade do ar dentro da bola aumentou.
CORREÇÃO
Esta é uma transformação gasosa que está ilustrada no meu blog, o Quantizado, link
http://quantizado.blogspot.com/2009/09/lei-de-boyle.html . Com a temperatura
constante, temos uma transformação isotérmica, a Lei de
Boyle. O filme no blog mostra não a bola, mas um balão
inflando. Por quê? Veja a foto... No filme, uma pessoa
bombeia o ar fora da bola, na vasilha, fazendo um
vácuo. A experiência citada costuma utilizar uma bomba de
vácuo... Mas o fato é que, à temperatura constante, se a
pressão diminui – no caso a externa – o volume aumenta.
Observe:
PV
T
0 0
0
PV
T
 ,
1
T K
PV K P
V

 
 

.
Na transformação isotérmica, o volume fica inversamente proporcional à pressão.
Quando esta diminui, o volume então aumenta.
Mas, a questão é: e o ar dentro da bola? Ora, se a bola infla, a pressão interna da bola
diminui. Aliás, diminui para igualar a pressão externa, que também diminuiu.
Em uma aula interdisciplinar que preparei, eu e meu amigo professor Gabriel, de
Biologia, mostramos a Lei de Boyle aplicada à respiração humana. Assista à aula e os
vídeos interessantes. Link:
http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/aulas/aula_multi_pressao.pps .
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
13
OPÇÃO: A.
16. (CF-C6-H21) (UFMG/95) Um gás encerrado num recipiente, cujo volume pode variar,
tem sua temperatura aumentada de 20°C para 100°C em uma transformação isobárica.
Nesse processo, a densidade do gás
a) aumenta, mas não chega a ser duplicada.
b) diminui, mas não chega a reduzir-se à metade.
c) torna-se 5 vezes maior.
d) torna-se 5 vezes menor.
CORREÇÃO
Quem trata das transformações isobáricas é a Lei de Gay-Lussac. Partindo da equação dos
gases:
P 0PV
T

0
0
,
V
P K
T
V
K V T
T

 
  
. Vemos que o volume fica direntamente proporcional à
temperatura, e se esta aumenta, este aumenta também. Mas, muitos alunos se esquecem que deve-
se utilizar a temperatura na escala Kelvin: K = 1,8C + 32 . Assim, em Kelvin, a temperatura está
variando de 293 K para 373 K, ou seja, não chega nem a dobrar...
Quanto à densidade, ela é dada por:
m
d
V


, inversamente proporcinal ao volume. Se este
aumenta, a densidade diminui, porém, como o volume não dobrou, a densidade não chega a se
reduzir pela metade.
OPÇÃO: B.
17. (CF-C6-H21) (UFPE/2003) O volume interno do cilindro de comprimento L = 20 cm,
mostrado na figura, é dividido em duas partes por um êmbolo condutor térmico, que pode se
mover sem atrito. As partes da esquerda e da direita contêm, respectivamente, um mol e três
moles, de um gás ideal. Determine a posição de equilíbrio do êmbolo em relação à extremidade
esquerda do cilindro.
a) 2,5 cm
b) 5,0 cm
c) 7,5 cm
d) 8,3 cm
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
14
CORREÇÃO
Precisamos utilizar a Equação dos Gases, e lembrar que, equilíbrio, no caso, quer dizer igualar
a pressão dos dois lados. Além disto, a questão frisa que o êmbolo é condutor térmico para falar que
os gases dos dois lados estão à mesma temperatura. Trabalhando...
V RT
PV nRT k
n P
V
k V n
n

   


  
. Vemos que, neste caso, o volume fica proporcional ao número
de moles n. Como um tem 3 vezes mais que o outro lado, ficará com 3 vezes mais espaço. 15 cm
para o lado de 3 moles e 5 cm para o lado de 1 mol. Se quiser, também, pode-se montar uma
equação, pela proporção com o número de moles, em que, de um lado, é x, e do outro, 20 – x... Mas,
é perda de tempo! A proporção já é bem clara!
Bem como nem comentei, mas volume é dado por A.h, área da base vezes altura. Como a área
é a mesma, é claro também que o volume só depende da altura, no caso, o comprimento de cada
lado.
OPÇÃO: B.
18. (UFMG/97) (CF-C6-H21) A figura mostra dois botijões A e B, de volumes V½ = 2VÛ, isolados
termicamente. Os dois recipientes contêm um mesmo gás ideal e estão em comunicação através de um
tubo onde existe uma válvula.
Na situação inicial, a válvula está fechada e as temperaturas, as pressões e os números de moléculas, nos dois
recipientes, estão assim relacionados:
TÛ = T'½; PÛ = 2P½; nÛ = n½ .
Num certo momento, a válvula é aberta. Depois de atingida a nova situação de equilíbrio, tem-se
a) T'Û = T'½ ; P'Û = P'½ ; n'Û = n'½ .
b) T'Û = T'½ ; P'Û = P'½ ; n'Û = n'½ / 2 .
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
15
c) T'Û = T'½ ; P'Û = 2P'½ ; n'Û = n'½ .
d) T'Û = T'½ / 2 ; P'Û = P'½ ; n'Û = n'½ .
CORREÇÃO
A idéia é que, juntando um gás com outro, teremos uma mistura de gases em
uma nova condição. Observe o enunciado...
Se TÛ = T'½; PÛ = 2P½; nÛ = n½ , então eles estavam à mesma temperatura, tinham o mesmo número
de moléculas e a pressão do lado A era o dobro justamente porque este tinha metade do volume.
Quando a válvula abrir e os dois se misturarem, é esperado que entrem em equilíbrio, com
suas temperaturas e pressões se igualando: T'Û = T'½ ; P'Û = P'½. Só restam duas opções...
Além do mais, como o lado A continua com metade do volume, também terá metade das
moléculas: n'Û = n'½ / 2.
OPÇÃO: B.
19. (UFOP/2009) Considere o gráfico a seguir, que descreve o comportamento da pressão e
do volume de certa massa de gás ideal.
Com relação às transformações mostradas acima, podemos afirmar que:
A) a transformação BC é isobárica.
B) a transformação AB é isotérmica.
C) há uma mudança drástica do volume na transformação BC.
D) a temperatura no ponto A é maior que no ponto C.
CORREÇÃO
Achei a questão bem simples, pois como o próprio gráfico mostra, entre A e B a
temperatura é constante e igual a T1. Além do mais, visivelmente, a temperatura T2 é
mais alta no gráfico, logo maior. B-C é claramente isovolumétrico, posto que o volume
não vai para frente nem para traz. Ajudaria se o aluno lembrasse da Ley de Boyle:
http://quantizado.blogspot.com/2009/09/lei-de-boyle.html .
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
16
OPÇÃO: A.
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
17
Termodinâmica e Teoria Cinética dos
Gases
20. (UFVJM/2006) Analise a seguinte situação-problema.
Um mol de moléculas de um gás ideal é submetido a um determinado processo, em que o gás
passa do estado A para o estado B, conforme representado na figura abaixo.
Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a variação da energia interna desse gás
(U) e a razão (r) entre o calor absorvido e o trabalho realizado pelo gás são, respectivamente,
iguais a
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
18
CORREÇÃO
O tal CP = calor molar a pressão constante é um assunto que só encontrei, que me lembre, nos
Problemas Suplementares do capítulo sobre Gases do livro Curso de Física, Beatriz Alvarenga e
Antônio Máximo, vol. 2. Ou seja, detalhe de rodapé de página, a meu ver sem a menor importância.
Perguntei a um colega meu, da Química, e ele disse que é dado, na Universidade... Bem...
Respondendo à primeira pergunta, U, vem da 1a Lei da Termodinâmica : U = Q – τ onde Q
é calor e τ é o Trabalho, faremos algumas considerações.
Pelo enunciado, 1 mol, n, constante, passa de um estado A para B. Do gráfico, o volume está
diretamente proporcional à temperatura  isobárico, pressão constante.
À pressão constante, τ = PV , onde P é pressão e V é a variação do volume (direta do
gráfico). Da Equação de Clapeyron (famosa “puta velha não rejeita tarado”): PV = nRT 
nRT
P
V
 . Tirando o valor de P pelo primeiro ponto (como P=k tanto faz) do gráfico:
o
o
nRT
P
V
 .
Então, τ = PV =
onRT
V
. (3 )o o
o
V V
2
2 onRT . Temos o Trabalho, falta o calor.
O calor molar é semelhante ao Calor Específico, porém é definido para um mol, e não por
grama. Se Q = mcT, Q = nCPT onde n é o número de moles (mols, como gostam os Químicos!).
Calculando o calor: Q = nCP (3To - To) = 2 nCPTo . Enfim:
U = Q – τ = 2 nCPTo - 2 onRT e temos n=1 mol  U = 2 (CP – R)To .
Calculando r:
2nQ
r

 
P oC T
2n oR T
PC
R
 . Algebrismos, formulismos e nada mais. Chato, e
não seleciona bem.
OPÇÃO: A.
21. Ao apertar a válvula de um aerossol e deixarmos o
gás escapar abundantemente, notamos que a temperatura
do frasco se reduz: sentimos frio na mão que o segura.
EXPLIQUE por que, baseado na 1a Lei da Termodinâmica.
Google Imagens em 18/05/08.
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
19
CORREÇÃO
O gás realiza trabalho para se expandir, saindo de dentro do aerossol, e não tem tempo de
trocar calor com o ambiente: adiabático. Por isto, ao gastar sua energia para se expandir, ele se
esfria.
U = Q -  , Q = 0  – U = – 
22. A chamada Teoria Cinética dos gases afirma que a Energia Cinética das
partículas de um gás é dada por
3
2
C
KT
E  , em que K é a constante de
Boltzmann e T a temperatura absoluta.
Considere dois gases comuns, Oxigênio e Gás Carbônico. A massa atômica do
Oxigênio vale 16 u.m.a. e do Carbono 12 u.m.a.
Considerando as partículas que formam os dois gases, estando ambos à mesma
temperatura T, em qual elas teriam maior velocidade?
JUSTIFIQUE.
CORREÇÃO
À mesma temperatura, a teoria diz que qualquer gás terá partículas com a mesma
Energia Cinética. Basta ver a fórmula dada.
Porém, Energia Cinética é dada por
2
2
C
mv
E  . Logo, tendo a mesma Energia
Cinética, terá maior velocidade o gás que possuir menor massa. E, claro: mO2 <
mCO2 .
Assim, as moléculas de oxigênio terão maior velocidade.
23. Um dos grandes problemas da humanidade neste século XXI é o chamado
Aquecimento Global. Provocado pelos gases que intensificam o efeito estufa no
planeta.
Com menos energia sendo irradiada e refletida para o espaço, a temperatura do planeta
tem aumentado ao longo do último século e nas últimas décadas, de acordo com
pesquisas de milhares de cientistas, do mundo inteiro.
As conseqüências ainda estão sendo estudadas, mas se prevê aumento dos níveis dos
oceanos, derretimento das calotas polares, extinção em massa de espécies vegetais e
animais, entre tantos outros desastres.
De acordo com seu conhecimento sobre Gases e Termodinâmica, marque a única
alternativa abaixo que concorda tanto com o texto quanto com a teoria Física a respeito
dos gases.
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
20
a) Um aumento da temperatura provoca um aumento na densidade do gás
atmosférico.
b) Com um aumento na energia cinética média das moléculas do gás atmosférico, é
possível prever eventos climáticos mais catastróficos, como aumento do número e
intensidade dos furacões.
c) Devido ao aumento de temperatura, as chamadas correntes de convecção
tendem a diminuir de intensidade no gás atmosférico.
d) Os gases atmosféricos não têm relação alguma com o referido aumento de
temperatura citado no texto.
CORREÇÃO
Como é um assunto da moda, todo mundo tem ouvido falar neste tema. E, um dos
efeitos previstos, ao que parece, já está acontecendo! Veja o que houve no Sul do
Brasil, a pouquíssimo tempo: uma espécie de furacão! Note as imagens:
OPÇÃO: B.
24. (UFMG/2010) Uma máquina
térmica é constituída de um cilindro,
cheio de gás, que tem um êmbolo
móvel. Durante o funcionamento
dessa máquina, o gás é submetido a
um processo cíclico, que o leva de
um estado K a outro estado L e,
depois, de volta ao estado K e assim
sucessivamente, como representado
no diagrama pressão versus volume,
mostrado na figura ao lado.
Considerando essas informações,
ESPONDA:
A) Em qual dos dois estados – K ou L – a
temperatura do gás é maior?
JUSTIFIQUE sua resposta.
B) Em um ciclo completo, em que o gás sai do estado K e volta ao mesmo estado, essa máquina realiza
trabalho líquido?
JUSTIFIQUE sua resposta.
C) Tendo-se em vista que se trata de um sistema ideal, é possível converter em trabalho todo o calor fornecido
a essa máquina?
JUSTIFIQUE sua resposta.
CORREÇÃO
A Termodinâmica. Envolve conhecimento, mas não achei esta tão complicada.
Professor Paulo Souto
paulosoutocamilo@gmail.com
21
Quanto ao item A, em qual estado (K ou L) a temperatura é maior, podemos justificar de dois
modos bem distintos. Escrevendo a famosa equação de Clapeyron, a “puta velha”...
PV nRT . Dela, vemos que, se o número de mols n permanecer constante, o que
ocorre quando o gás (neste caso considerado ideal) está preso (confianado) na máquina, dentro de
um cilindro com êmbolo, e sendo R já é uma constante, então a Temperatura é proporcional ao
produto Pressão x Volume (T  P.V). No gráfico, observamos que para L os valores da Pressão e
do Volume são maiores do que em K. Veja...
No gráfico, como disse, em L os valores de P e V são maiores. Logo, em L a temperatura é
maior. Outra maneira pela qual gosto de visualizar é através das Isotermas, hipérboles, curvas que
neste caso mostram pontos de temperaturas constantes.
Note que a isoterma de K é mais baixa que a de L, logo sua temperatura é menor.
Quanto ao item B, vou argumentar pela área sob o
gráfico, conhecimento fundamental. Ela fornece o trabalho.
Durante a expansão, o gás realiza trabalho (positivo), e
durante a compressão trabalho é realizado sobre ele
(negativo). O chamado Trabalho Líquido é a diferença entre
estes dois, e é dado pela área dentro do círculo. Como se vê, o
trabalho positivo é maior que o negativo e há, portanto, sim,
trabalho líquido. O que significa que a máquina realmente
cumpriu seu papel: como num carro, por exemplo, moveu as
rodas.
Finalmente, em C, um dos enunciados da famosa e filosófica 2a Lei da Termodinâmica, diz que não
existe máquina térmica cujo rendimento seja de 100%. O que quer dizer que não é possível
converter em trabalho todo o calor...
VL > VKVK
PK
PL > PK
TL > TK
TK

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

2 termodinamica
2 termodinamica2 termodinamica
2 termodinamica
Elieberce Jose
 
Fisica 2 exercicios gabarito 09
Fisica 2 exercicios gabarito 09Fisica 2 exercicios gabarito 09
Fisica 2 exercicios gabarito 09
comentada
 
Termodinâmica resolvido
Termodinâmica resolvidoTermodinâmica resolvido
Termodinâmica resolvido
flavio moura
 
2.0 capítulo 4 com gabarito do simulado
2.0 capítulo 4   com gabarito do simulado2.0 capítulo 4   com gabarito do simulado
2.0 capítulo 4 com gabarito do simulado
Marcio Versuti
 
Apostila de termodinâmica Cap.4
Apostila de termodinâmica Cap.4Apostila de termodinâmica Cap.4
Apostila de termodinâmica Cap.4
Beron_21
 
1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...
1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...
1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...
Marcia Marcia.Cristina2
 
Fisica 2 exercicios gabarito 10
Fisica 2 exercicios gabarito 10Fisica 2 exercicios gabarito 10
Fisica 2 exercicios gabarito 10
comentada
 
C3 teoria 2serie_3bim_fisica
C3 teoria 2serie_3bim_fisicaC3 teoria 2serie_3bim_fisica
C3 teoria 2serie_3bim_fisica
Emerson Assis
 
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gases
www.aulasdefisicaapoio.com - Física -  Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gaseswww.aulasdefisicaapoio.com - Física -  Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gases
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gases
Videoaulas De Física Apoio
 
Questões Corrigidas, em Word: Termodinâmica - Conteúdo vinculado ao blog ...
Questões Corrigidas, em Word:  Termodinâmica  - Conteúdo vinculado ao blog   ...Questões Corrigidas, em Word:  Termodinâmica  - Conteúdo vinculado ao blog   ...
Questões Corrigidas, em Word: Termodinâmica - Conteúdo vinculado ao blog ...
Rodrigo Penna
 
Termo
TermoTermo
Fisica 2 exercicios gabarito 08
Fisica 2 exercicios gabarito 08Fisica 2 exercicios gabarito 08
Fisica 2 exercicios gabarito 08
comentada
 
020 teoria cinetica
020 teoria cinetica020 teoria cinetica
020 teoria cinetica
dyanishi
 
Estudo dos gases
Estudo dos gasesEstudo dos gases
Estudo dos gases
Ana Paula Góes
 
Lista 14 gases
Lista 14 gasesLista 14 gases
Lista 14 gases
rodrigoateneu
 
Exercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamica
Exercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamicaExercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamica
Exercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamica
Marcelo Leite Matias
 
Termodinâmica
TermodinâmicaTermodinâmica
Termodinâmica
Miguel Neto
 
Termodinâmica (entropia e diagrama)
Termodinâmica (entropia e diagrama)Termodinâmica (entropia e diagrama)
Termodinâmica (entropia e diagrama)
Valter Bravim Jr.
 
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...
www.aulasdefisicaapoio.com -  Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...www.aulasdefisicaapoio.com -  Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...
Videoaulas De Física Apoio
 
Calor E 1a Lei Da TermodinâMica
Calor E 1a  Lei Da TermodinâMicaCalor E 1a  Lei Da TermodinâMica
Calor E 1a Lei Da TermodinâMica
dalgo
 

Mais procurados (20)

2 termodinamica
2 termodinamica2 termodinamica
2 termodinamica
 
Fisica 2 exercicios gabarito 09
Fisica 2 exercicios gabarito 09Fisica 2 exercicios gabarito 09
Fisica 2 exercicios gabarito 09
 
Termodinâmica resolvido
Termodinâmica resolvidoTermodinâmica resolvido
Termodinâmica resolvido
 
2.0 capítulo 4 com gabarito do simulado
2.0 capítulo 4   com gabarito do simulado2.0 capítulo 4   com gabarito do simulado
2.0 capítulo 4 com gabarito do simulado
 
Apostila de termodinâmica Cap.4
Apostila de termodinâmica Cap.4Apostila de termodinâmica Cap.4
Apostila de termodinâmica Cap.4
 
1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...
1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...
1ª lista-de-exercícios-–-2º-ano-do-ensino-médio-–-3º-bimestre-–-trabalho isob...
 
Fisica 2 exercicios gabarito 10
Fisica 2 exercicios gabarito 10Fisica 2 exercicios gabarito 10
Fisica 2 exercicios gabarito 10
 
C3 teoria 2serie_3bim_fisica
C3 teoria 2serie_3bim_fisicaC3 teoria 2serie_3bim_fisica
C3 teoria 2serie_3bim_fisica
 
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gases
www.aulasdefisicaapoio.com - Física -  Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gaseswww.aulasdefisicaapoio.com - Física -  Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gases
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Gases
 
Questões Corrigidas, em Word: Termodinâmica - Conteúdo vinculado ao blog ...
Questões Corrigidas, em Word:  Termodinâmica  - Conteúdo vinculado ao blog   ...Questões Corrigidas, em Word:  Termodinâmica  - Conteúdo vinculado ao blog   ...
Questões Corrigidas, em Word: Termodinâmica - Conteúdo vinculado ao blog ...
 
Termo
TermoTermo
Termo
 
Fisica 2 exercicios gabarito 08
Fisica 2 exercicios gabarito 08Fisica 2 exercicios gabarito 08
Fisica 2 exercicios gabarito 08
 
020 teoria cinetica
020 teoria cinetica020 teoria cinetica
020 teoria cinetica
 
Estudo dos gases
Estudo dos gasesEstudo dos gases
Estudo dos gases
 
Lista 14 gases
Lista 14 gasesLista 14 gases
Lista 14 gases
 
Exercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamica
Exercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamicaExercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamica
Exercícios resolvidos sobre entropia e 2º lei termodinamica
 
Termodinâmica
TermodinâmicaTermodinâmica
Termodinâmica
 
Termodinâmica (entropia e diagrama)
Termodinâmica (entropia e diagrama)Termodinâmica (entropia e diagrama)
Termodinâmica (entropia e diagrama)
 
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...
www.aulasdefisicaapoio.com -  Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...www.aulasdefisicaapoio.com -  Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...
www.aulasdefisicaapoio.com - Física - Exercícios Resolvidos de Estudo dos Ga...
 
Calor E 1a Lei Da TermodinâMica
Calor E 1a  Lei Da TermodinâMicaCalor E 1a  Lei Da TermodinâMica
Calor E 1a Lei Da TermodinâMica
 

Semelhante a Corg 2ano-gases-120229183027-phpapp02

Gases perfeitos questões resolvidas - termologia
Gases perfeitos   questões resolvidas - termologiaGases perfeitos   questões resolvidas - termologia
Gases perfeitos questões resolvidas - termologia
Drica Salles
 
Física, gases perfeitos.
Física, gases perfeitos.Física, gases perfeitos.
Física, gases perfeitos.
Matheus Bezerra
 
Ap 05 gases perfeito-cap - 2017
Ap 05   gases perfeito-cap - 2017Ap 05   gases perfeito-cap - 2017
Ap 05 gases perfeito-cap - 2017
Ronaldo Da Costa Cunha
 
Estudo dos Gases
Estudo dos GasesEstudo dos Gases
Estudo dos Gases
Jéssica Santos
 
ESTUDO DOS GASES
ESTUDO DOS GASESESTUDO DOS GASES
ESTUDO DOS GASES
Vinny Silva
 
Estudo dos gases iii
Estudo dos gases iiiEstudo dos gases iii
Estudo dos gases iii
Marcelo Miorim
 
Revisão fisica
Revisão fisicaRevisão fisica
Revisão fisica
bonesea
 
Primeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdf
Primeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdfPrimeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdf
Primeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdf
CarlosFilho631276
 
Prova de física resolvida escola naval 2012
Prova de física resolvida escola naval 2012Prova de física resolvida escola naval 2012
Prova de física resolvida escola naval 2012
Douglas Almeida
 
Resumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosasResumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosas
Daniela F Almenara
 
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios Resolvidos Conservação da ...
www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios Resolvidos Conservação da ...www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios Resolvidos Conservação da ...
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios Resolvidos Conservação da ...
Videoaulas De Física Apoio
 
Quimica marthareis2
Quimica marthareis2Quimica marthareis2
Quimica marthareis2
claudia juliana noriega
 
Lei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptx
Lei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptxLei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptx
Lei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptx
helilmapinheiroufma
 
Transformações cíclicas
Transformações cíclicasTransformações cíclicas
Transformações cíclicas
Cleverthon Rubick
 
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios do Estudo dos Gases e as l...
www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios do Estudo dos Gases e as l...www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios do Estudo dos Gases e as l...
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios do Estudo dos Gases e as l...
Videoaulas De Física Apoio
 
Determinação massa molecular de gás
Determinação massa molecular de gásDeterminação massa molecular de gás
Determinação massa molecular de gás
Elisama Cella
 
Fernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmicaFernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmica
Nicholas Muraro
 
Fernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmicaFernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmica
Nicholas Muraro
 
Termodinâmica - Física - Conceitos e exemplos
Termodinâmica - Física - Conceitos e exemplosTermodinâmica - Física - Conceitos e exemplos
Termodinâmica - Física - Conceitos e exemplos
Pamella Woodson
 
aula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdf
aula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdfaula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdf
aula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdf
MarcosPaulo734507
 

Semelhante a Corg 2ano-gases-120229183027-phpapp02 (20)

Gases perfeitos questões resolvidas - termologia
Gases perfeitos   questões resolvidas - termologiaGases perfeitos   questões resolvidas - termologia
Gases perfeitos questões resolvidas - termologia
 
Física, gases perfeitos.
Física, gases perfeitos.Física, gases perfeitos.
Física, gases perfeitos.
 
Ap 05 gases perfeito-cap - 2017
Ap 05   gases perfeito-cap - 2017Ap 05   gases perfeito-cap - 2017
Ap 05 gases perfeito-cap - 2017
 
Estudo dos Gases
Estudo dos GasesEstudo dos Gases
Estudo dos Gases
 
ESTUDO DOS GASES
ESTUDO DOS GASESESTUDO DOS GASES
ESTUDO DOS GASES
 
Estudo dos gases iii
Estudo dos gases iiiEstudo dos gases iii
Estudo dos gases iii
 
Revisão fisica
Revisão fisicaRevisão fisica
Revisão fisica
 
Primeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdf
Primeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdfPrimeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdf
Primeira Lei da Termodinâmica - slides da aula.pdf
 
Prova de física resolvida escola naval 2012
Prova de física resolvida escola naval 2012Prova de física resolvida escola naval 2012
Prova de física resolvida escola naval 2012
 
Resumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosasResumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosas
 
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios Resolvidos Conservação da ...
www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios Resolvidos Conservação da ...www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios Resolvidos Conservação da ...
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios Resolvidos Conservação da ...
 
Quimica marthareis2
Quimica marthareis2Quimica marthareis2
Quimica marthareis2
 
Lei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptx
Lei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptxLei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptx
Lei geral dos gases (Equação de Clayperon).pptx
 
Transformações cíclicas
Transformações cíclicasTransformações cíclicas
Transformações cíclicas
 
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios do Estudo dos Gases e as l...
www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios do Estudo dos Gases e as l...www.AulasDeFisicaApoio.com  - Física -  Exercícios do Estudo dos Gases e as l...
www.AulasDeFisicaApoio.com - Física - Exercícios do Estudo dos Gases e as l...
 
Determinação massa molecular de gás
Determinação massa molecular de gásDeterminação massa molecular de gás
Determinação massa molecular de gás
 
Fernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmicaFernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmica
 
Fernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmicaFernandoc lista de termodinâmica
Fernandoc lista de termodinâmica
 
Termodinâmica - Física - Conceitos e exemplos
Termodinâmica - Física - Conceitos e exemplosTermodinâmica - Física - Conceitos e exemplos
Termodinâmica - Física - Conceitos e exemplos
 
aula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdf
aula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdfaula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdf
aula_2_primeira_lei_termodinamica_2.pdf
 

Mais de Paulo Souto

Tales9ºano
Tales9ºanoTales9ºano
Tales9ºano
Paulo Souto
 
Tales9ºano
Tales9ºanoTales9ºano
Tales9ºano
Paulo Souto
 
Vetores terceiro2
Vetores terceiro2Vetores terceiro2
Vetores terceiro2
Paulo Souto
 
Questões terceirorecu 2 cinematica
Questões terceirorecu 2 cinematicaQuestões terceirorecu 2 cinematica
Questões terceirorecu 2 cinematica
Paulo Souto
 
Razão proporção-e-teorema-de-tales-8ª
Razão proporção-e-teorema-de-tales-8ªRazão proporção-e-teorema-de-tales-8ª
Razão proporção-e-teorema-de-tales-8ª
Paulo Souto
 
Teorema de talles resolvido
Teorema de talles resolvidoTeorema de talles resolvido
Teorema de talles resolvido
Paulo Souto
 
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02aluno
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02alunoCorg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02aluno
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02aluno
Paulo Souto
 
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02
Paulo Souto
 
Pm1 mat( nono ano)
Pm1 mat( nono ano)Pm1 mat( nono ano)
Pm1 mat( nono ano)
Paulo Souto
 
Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof )
Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof ) Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof )
Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof )
Paulo Souto
 
Revisao 9º ano fisica Prova Bimestral e Recuperação
Revisao 9º ano fisica Prova Bimestral e RecuperaçãoRevisao 9º ano fisica Prova Bimestral e Recuperação
Revisao 9º ano fisica Prova Bimestral e Recuperação
Paulo Souto
 
Revisao 9º ano fisica pb
Revisao 9º ano fisica pbRevisao 9º ano fisica pb
Revisao 9º ano fisica pb
Paulo Souto
 
Apostilamoderna 091013123707-phpapp02
Apostilamoderna 091013123707-phpapp02Apostilamoderna 091013123707-phpapp02
Apostilamoderna 091013123707-phpapp02
Paulo Souto
 
Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02
Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02
Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02
Paulo Souto
 
Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01
Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01
Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01
Paulo Souto
 
M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02
M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02
M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02
Paulo Souto
 
Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01
Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01
Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01
Paulo Souto
 
Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02
Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02
Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02
Paulo Souto
 
Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02
Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02
Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02
Paulo Souto
 
Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02
Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02
Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02
Paulo Souto
 

Mais de Paulo Souto (20)

Tales9ºano
Tales9ºanoTales9ºano
Tales9ºano
 
Tales9ºano
Tales9ºanoTales9ºano
Tales9ºano
 
Vetores terceiro2
Vetores terceiro2Vetores terceiro2
Vetores terceiro2
 
Questões terceirorecu 2 cinematica
Questões terceirorecu 2 cinematicaQuestões terceirorecu 2 cinematica
Questões terceirorecu 2 cinematica
 
Razão proporção-e-teorema-de-tales-8ª
Razão proporção-e-teorema-de-tales-8ªRazão proporção-e-teorema-de-tales-8ª
Razão proporção-e-teorema-de-tales-8ª
 
Teorema de talles resolvido
Teorema de talles resolvidoTeorema de talles resolvido
Teorema de talles resolvido
 
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02aluno
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02alunoCorg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02aluno
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02aluno
 
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02
Corg 3ano-leisdeohmcorrenteepotncia-120229184023-phpapp02
 
Pm1 mat( nono ano)
Pm1 mat( nono ano)Pm1 mat( nono ano)
Pm1 mat( nono ano)
 
Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof )
Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof ) Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof )
Simulado 01 9º ano mat 1º Bimestre( prof )
 
Revisao 9º ano fisica Prova Bimestral e Recuperação
Revisao 9º ano fisica Prova Bimestral e RecuperaçãoRevisao 9º ano fisica Prova Bimestral e Recuperação
Revisao 9º ano fisica Prova Bimestral e Recuperação
 
Revisao 9º ano fisica pb
Revisao 9º ano fisica pbRevisao 9º ano fisica pb
Revisao 9º ano fisica pb
 
Apostilamoderna 091013123707-phpapp02
Apostilamoderna 091013123707-phpapp02Apostilamoderna 091013123707-phpapp02
Apostilamoderna 091013123707-phpapp02
 
Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02
Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02
Corg 2ano-calorimetria-120229182800-phpapp02
 
Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01
Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01
Corg 2ano-temperaturaedilatao-120229183437-phpapp01
 
M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02
M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02
M u-m-u-v-lanc-100723100017-phpapp02
 
Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01
Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01
Corg 1ano-vetores-120229065354-phpapp01
 
Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02
Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02
Corg 1ano-planoinclinado-120229070244-phpapp02
 
Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02
Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02
Corg 1ano-mcu-120229070549-phpapp02
 
Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02
Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02
Corg 1ano-leisdenewton-120229065654-phpapp02
 

Corg 2ano-gases-120229183027-phpapp02

  • 1. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 1 QUESTÕES CORRIGIDAS GASES ÍNDICE TRABALHO DE UM GÁS ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1 TRANSFORMAÇÕES GASOSAS-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 TERMODINÂMICA E TEORIA CINÉTICA DOS GASES ---------------------------------------------------------------------- 17 Trabalho de um gás 1. O gráfico abaixo representa um gás sofrendo uma expansão isobárica. O trabalho realizado pelo gás foi igual a: a) 300 J. b) 1,2 J. c) 3 J. d) 26 J. CORREÇÃO O trabalho é dado ou pela área do gráfico ou por  = PV = P(Vf - Vi)  30 P (Pa) V (m3)122
  • 2. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 2  = 30(12 - 2) = 300 J. OPÇÃO: A. 2. O gráfico abaixo representa um gás sofrendo uma expansão isobárica. CALCULE o trabalho realizado pelo gás. CORREÇÃO O trabalho é dado pela área sob o gráfico, ou no caso da uma transformação isobárica,  = P.V . Apenas observar as escalas, nos eixos do gráfico: potências de dez... Assim:  = 2.10 – 3 .10.10 5 = 2.10 3 J . 3. Um gás hipotético sofre a transformação mostrada no diagrama abaixo, Pressão versus Volume. 10 P (x10 5 Pa) V (x10 – 3 m3)64 30 P (Pa) V (m3)122 40
  • 3. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 3 CALCULE o trabalho realizado pelo gás durante sua expansão. CORREÇÃO O trabalho é dado pela área sob o gráfico P x V, no caso, um trapézio. Basta calcular, o que é simples: ( ) (40 30)(12 2) 350 2 2 Trap B b h A J       .
  • 4. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 4 Transformações Gasosas 4. (UFMG – 2006) Regina estaciona seu carro, movido a gás natural, ao Sol. Considere que o gás no reservatório do carro se comporta como um gás ideal. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a pressão em função da temperatura do gás na situação descrita. CORREÇÃO O cilindro de gás (espécie de bujão) pode ser considerado um volume praticamente constante, pois dilata relativamente pouco. Neste caso, teremos uma transformação ISOVOLUMÉTRICA, na qual a Temperatura aumenta, já que o carro fica exposto ao sol. Para uma massa de gás constante, já que não escapa nada do cilindro, temos: TPk T P T P T VP T P T VP  0 0 0 00. , Pressão proporcional à Temperatura. O Gráfico de uma proporção direta é uma reta do tipo y =ax: quando o Sol aquece o cilindro, a Temperatura do gás em seu interior aumenta e, por conseqüência, a
  • 5. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 5 Pressão interna aumenta proporcionalmente. Um detalhe, que nem importou, é que se trata da Temperatura Absoluta! OPÇÃO: D. 5. (UNIFEI – 1ª 2006) Uma massa m de um gás ideal sofre uma transformação X  Y  Z. O processo X  Y é isotérmico. De Y  Z o gás é aquecido à pressão constante de modo que a temperatura aumente de TY para TZ. Dos diagramas abaixo, qual não representa a transformação acima? CORREÇÃO Procuramos um gráfico que não seja um processo isotérmico + outro isobárico. O primeiro gráfico (A)é tranqüilo: Pressão x Temperatura. Vemos que corresponde ao enunciado. O segundo (B) é tradicional: Pressão x Volume, cuja área inclusive dá o Trabalho. Fórmula tradicional de gases ideais: VP T VP VPkT T VP 00 0 00 ., .  . Para T = constante, isotérmico, a pressão é inversamente proporcional ao volume, e a curva é uma hipérbole, aliás, chamada ISOTERMA! Assim, XY é isotérmico e claramente YZ isobárico, com volume aumentando já que o gás recebe calor (aquecido), a temperatura aumenta e o volume também! Ok! Em C, Volume x Temperatura, vemos primeiro que o volume diminui isotermicamente, logo a pressão está aumentando, e depois volume e temperatura aumentam linearmente. Num processo isobárico, temos T V T VP T V kP T VP 0 0 0 00 , .  , o volume é diretamente proporcional à temperatura. Ok. PY= Pz PX TZTX = Ty X Y Z PY= Pz PX VZVY X Y Z VX VYVZ X Z Y VX A) B) VX VY TZTX = Ty Y X Z VZ C) D) PY = Pz PX PY= Pz PX TZTX = Ty X Y Z PY= Pz PX VZVY X Y Z VX VYVZ X Z Y VX A) B) VX VY TZTX = Ty Y X Z VZ C) D) PY = Pz PX
  • 6. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 6 Errado está o D! Até que temos uma isoterma e uma transformação isobárica, porém na parte isobárica volume e temperatura estão diminuindo, e de acordo com a questão o gás está recebendo calor! Assim, volume e temperatura devem aumentar, como nos anteriores. OPÇÃO: D. 6. Um gás ideal tem sua pressão variando de acordo com o gráfico abaixo. A curva do gráfico é uma elipse. a) CALCULE a pressão correspondente ao volume de 2 l . b) Para a pressão de 8 atm e sabendo que a amostra contém 1 mol do gás, DETERMINE a temperatura dessa amostra. Dado: . 0,082 . atm R K mol  l CORREÇÃO a) A elipse mostra uma transformação isotérmica . Aplicando a equação e tirando os dados do gráfico: PV T  PV T o o o .2 P 8 4 2 1 . 2 2 atm . b) Da equação de Clapeyron: 8    PV nR PV nRT T 4 1 . 2 2 400 48,78 49 1.8,2.10 8,2   K K 7. Um cilindro de paredes rígidas e êmbolo móvel sem atrito contém um gás em seu interior, conforme indica a figura. 8 P (atm) V ( l )20,5 P
  • 7. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 7 Quando a temperatura é 27 ºC o volume ocupado pelo gás é 5 l. Qual deve ser a temperatura para que o volume do gás seja 8 l, mantendo a pressão constante? a) 7,5 K. b) 43,2 ºC. c) 187,5 ºC. d) 480 K. CORREÇÃO Aplicando a equação e lembrando de converter para Kelvin ( + 273) teremos: P  PV T 8 5   V T T o o o 60 300 480 T K . Opção: D. 8. Um gás perfeito a 27 ºC sofre uma expansão isotérmica de um estado A para um estado B caindo sua pressão a 1/5 da pressão inicial conforme o gráfico abaixo. DETERMINE o volume do gás no estado B. a) 2 l. b) 4 l. c) 5 l. d) 50 l. CORREÇÃO PV T o o o P V T  1 5  . 20 4 . 20V  5 .10 50V  l . OPÇÃO: D. 9. Colocam-se 160 g de Oxigênio, a 27 ºC, num recipiente de capacidade igual a 5l . Considerando que o Oxigênio se comporta como um gás perfeito, CALCULE o valor da pressão exercida por ele. Dados: R = 0,082 atm. l /K.mol . 1 mol de Oxigênio = 32 g .
  • 8. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 8 a) 24,6 atm. b) 787 atm. c) 2,21 atm. d) 70,8 atm. CORREÇÃO 160 32nRT PV nRT P V     .0,082.(27 273) 5  2 8,2.10  2 .3.10 24,6atm . OPÇÃO: A. 10. Um motorista calibrou os pneus do carro a uma temperatura de 27 ºC. Depois de rodar bastante, ao medir novamente a pressão, encontrou um valor 20% superior ao da pressão inicial. Supondo-se invariável o volume do pneu, a temperatura do gás no interior deve ter atingido: a) 360 ºC. b) 60 K. c) 60 ºC. d) 87 ºC. CORREÇÃO to = 27 ºC = 27 + 273 = 300 K. P = 20 % a mais de Po = 1,2 Po . Assim, basta aplicar a equação dos gases: PV o oP V T  1,2 o o P T  oP T  360 87º 300 T Kelvin C   . OPÇÃO: D. 11. Um gás ideal, aprisionado em um recipiente de volume constante, sofre uma transformação isovolumétrica. Dos gráficos abaixo, qual representa corretamente como varia sua Pressão em função da Temperatura?
  • 9. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 9 CORREÇÃO PV o oP V T  o P T reta T   . OPÇÃO: D. 12. Durante uma transformação isobárica, um gás ideal tem sua temperatura variada de 27 ºC para 177 ºC. Sabendo que seu volume inicial Vo era igual a 1 l, CALCULE o seu volume final. a) 1,5 l . b) 6,5 l . c) 0,67 l . d) 0,15 l . CORREÇÃO P (Pa) T (K) P (Pa) T (K) P (Pa) T (K) P (Pa) T (K) a) b) d)c)
  • 10. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 10 iT ip FT Fp 3 4 Fp TKelvin = TCelsius + 273 . P PV T  450o o o o o V TV V T T    3 2 .1 300 1,5 l . OPÇÃO: A. 13. (UFMG/2007) QUESTÃO 05 (Constituída de dois itens.) Um reservatório fechado contém certa quantidade de hélio gasoso à pressão pi. Num primeiro processo, esse gás é aquecido, lentamente, de uma temperatura inicial Ti até uma temperatura TF. Num segundo processo, um pequeno orifício é aberto na parede do reservatório e, por ele, muito lentamente, deixa- se escapar um quarto do conteúdo inicial do gás. Durante esse processo, o reservatório é mantido à temperatura TF . Considerando essas informações, 1. ESBOCE, no quadro ao lado, o diagrama da pressão em função da temperatura do gás nos dois processos descritos. JUSTIFIQUE sua resposta. 2. Considere que pi = 1,0 x105 N/m2 e que as temperaturas são Ti = 27 ºC e TF = 87 ºC. CALCULE o valor da pressão do gás no interior do reservatório, ao final do segundo processo. CORREÇÃO Trata-se de uma típica questão de Comportamento dos Gases Ideais. Alguns detalhes neste tipo de questão precisam ser levados em conta! Primeiramente, com a palavra fechado do enunciado leia-se volume constante! Da equação de Clapeyron, famosa puta véia não rejeita tarado, temos: PV = nRT , ou seja, para V = k e n (número de mols) = k  P  T, claro, a Temperatura em Kelvin! Se a temperatura aumenta, a pressão também aumenta. Tracemos a primeira parte do problema, em vermelho. Um detalhe é que a reta passa pela origem! É o zero absoluto. Segundo a questão, um quarto do gás escapa. Da equação, para T = k  P  n. Escapa ¼ e sobram ¾ de gás  ¾ P . Em azul.
  • 11. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 11 2. Sempre chamo a atenção para as temperaturas terminadas em 7: em geral, são em Celsius para transformar em Kelvin. TK = TC + 273 . Além disso, da Equação de Clapeyron, obtemos: o o o p VpV T T  , considerando o número de mols constante na primeira transformação, além do volume. Então: pV o op V T  360o o o Tp p T T    6 5 5 .1,0.10 300 5 2 1,2.10 N m  . Como pF = ¾ pi no segundo processo, temos: pF = ¾ 1,2.105 = 0,90.105 = 9,0.104 N/m2. 14. (UFVJM/2008) Com relação à variação de temperatura nos materiais, ASSINALE a alternativa INCORRETA. A) Quando os metais são aquecidos, aumentam de tamanho dependendo do seu coeficiente de dilatação térmica. B) Quando um gás é aquecido, nenhuma outra variável de estado pode ser mantida constante. C) Quando um material sofre uma determinada variação de temperatura na escala Celsius, essa variação será idêntica se for considerada na escala Kelvin. D) Quando a água é resfriada, há uma determinada temperatura em que seu volume é mínimo. CORREÇÃO A questão aborda tópicos da Termodinâmica. Neste tipo de questão, gosto de comentar cada alternativa. Vamos lá: a) Realmente, ao se aquecer um metal, ele dilata, e este é um fenômeno bem conhecido e discutido em sala de aula. b) Quando um gás é aquecido, ganhando energia sob a forma de calor, sua temperatura está aumentando, claro (aquecido), mas outras variáveis podem sim se manter constante, como o volume e a pressão. ERRADA.Veja em exemplo: UFMG/2004. Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido, como representado nesta figura: Como TAREFA PARA CASA, fica para você identificar o tipo de transformação e discutir o que ocorre com a energia interna do gás.
  • 12. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 12 c) Uma variação de 1º C equivale de fato a uma variação de 1 K. O tamanho dos graus é idêntico nas escalas Celsius e Kelvin, e o que muda é o ponto em que a escala começa, ou seja, o ponto em que cada um pôs o zero. d) Sim, a 4º C a água, que é uma exceção conhecida quanto à dilatação, atinge seu volume mínimo. OPÇÃO: B. 15. (CF-C6-H21) (FUVEST/94) Uma bola de futebol impermeável e murcha é colocada sob uma campânula, num ambiente hermeticamente fechado. A seguir, extrai-se lentamente o ar da campânula até que a bola acabe por readquirir sua forma esférica. Ao longo do processo, a temperatura é mantida constante. Ao final do processo, tratando-se o ar como um gás perfeito, podemos afirmar que: a) a pressão do ar dentro da bola diminuiu. b) a pressão do ar dentro da bola aumentou. c) a pressão do ar dentro da bola não mudou. d) a densidade do ar dentro da bola aumentou. CORREÇÃO Esta é uma transformação gasosa que está ilustrada no meu blog, o Quantizado, link http://quantizado.blogspot.com/2009/09/lei-de-boyle.html . Com a temperatura constante, temos uma transformação isotérmica, a Lei de Boyle. O filme no blog mostra não a bola, mas um balão inflando. Por quê? Veja a foto... No filme, uma pessoa bombeia o ar fora da bola, na vasilha, fazendo um vácuo. A experiência citada costuma utilizar uma bomba de vácuo... Mas o fato é que, à temperatura constante, se a pressão diminui – no caso a externa – o volume aumenta. Observe: PV T 0 0 0 PV T  , 1 T K PV K P V       . Na transformação isotérmica, o volume fica inversamente proporcional à pressão. Quando esta diminui, o volume então aumenta. Mas, a questão é: e o ar dentro da bola? Ora, se a bola infla, a pressão interna da bola diminui. Aliás, diminui para igualar a pressão externa, que também diminuiu. Em uma aula interdisciplinar que preparei, eu e meu amigo professor Gabriel, de Biologia, mostramos a Lei de Boyle aplicada à respiração humana. Assista à aula e os vídeos interessantes. Link: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/aulas/aula_multi_pressao.pps .
  • 13. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 13 OPÇÃO: A. 16. (CF-C6-H21) (UFMG/95) Um gás encerrado num recipiente, cujo volume pode variar, tem sua temperatura aumentada de 20°C para 100°C em uma transformação isobárica. Nesse processo, a densidade do gás a) aumenta, mas não chega a ser duplicada. b) diminui, mas não chega a reduzir-se à metade. c) torna-se 5 vezes maior. d) torna-se 5 vezes menor. CORREÇÃO Quem trata das transformações isobáricas é a Lei de Gay-Lussac. Partindo da equação dos gases: P 0PV T  0 0 , V P K T V K V T T       . Vemos que o volume fica direntamente proporcional à temperatura, e se esta aumenta, este aumenta também. Mas, muitos alunos se esquecem que deve- se utilizar a temperatura na escala Kelvin: K = 1,8C + 32 . Assim, em Kelvin, a temperatura está variando de 293 K para 373 K, ou seja, não chega nem a dobrar... Quanto à densidade, ela é dada por: m d V   , inversamente proporcinal ao volume. Se este aumenta, a densidade diminui, porém, como o volume não dobrou, a densidade não chega a se reduzir pela metade. OPÇÃO: B. 17. (CF-C6-H21) (UFPE/2003) O volume interno do cilindro de comprimento L = 20 cm, mostrado na figura, é dividido em duas partes por um êmbolo condutor térmico, que pode se mover sem atrito. As partes da esquerda e da direita contêm, respectivamente, um mol e três moles, de um gás ideal. Determine a posição de equilíbrio do êmbolo em relação à extremidade esquerda do cilindro. a) 2,5 cm b) 5,0 cm c) 7,5 cm d) 8,3 cm
  • 14. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 14 CORREÇÃO Precisamos utilizar a Equação dos Gases, e lembrar que, equilíbrio, no caso, quer dizer igualar a pressão dos dois lados. Além disto, a questão frisa que o êmbolo é condutor térmico para falar que os gases dos dois lados estão à mesma temperatura. Trabalhando... V RT PV nRT k n P V k V n n           . Vemos que, neste caso, o volume fica proporcional ao número de moles n. Como um tem 3 vezes mais que o outro lado, ficará com 3 vezes mais espaço. 15 cm para o lado de 3 moles e 5 cm para o lado de 1 mol. Se quiser, também, pode-se montar uma equação, pela proporção com o número de moles, em que, de um lado, é x, e do outro, 20 – x... Mas, é perda de tempo! A proporção já é bem clara! Bem como nem comentei, mas volume é dado por A.h, área da base vezes altura. Como a área é a mesma, é claro também que o volume só depende da altura, no caso, o comprimento de cada lado. OPÇÃO: B. 18. (UFMG/97) (CF-C6-H21) A figura mostra dois botijões A e B, de volumes V½ = 2VÛ, isolados termicamente. Os dois recipientes contêm um mesmo gás ideal e estão em comunicação através de um tubo onde existe uma válvula. Na situação inicial, a válvula está fechada e as temperaturas, as pressões e os números de moléculas, nos dois recipientes, estão assim relacionados: TÛ = T'½; PÛ = 2P½; nÛ = n½ . Num certo momento, a válvula é aberta. Depois de atingida a nova situação de equilíbrio, tem-se a) T'Û = T'½ ; P'Û = P'½ ; n'Û = n'½ . b) T'Û = T'½ ; P'Û = P'½ ; n'Û = n'½ / 2 .
  • 15. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 15 c) T'Û = T'½ ; P'Û = 2P'½ ; n'Û = n'½ . d) T'Û = T'½ / 2 ; P'Û = P'½ ; n'Û = n'½ . CORREÇÃO A idéia é que, juntando um gás com outro, teremos uma mistura de gases em uma nova condição. Observe o enunciado... Se TÛ = T'½; PÛ = 2P½; nÛ = n½ , então eles estavam à mesma temperatura, tinham o mesmo número de moléculas e a pressão do lado A era o dobro justamente porque este tinha metade do volume. Quando a válvula abrir e os dois se misturarem, é esperado que entrem em equilíbrio, com suas temperaturas e pressões se igualando: T'Û = T'½ ; P'Û = P'½. Só restam duas opções... Além do mais, como o lado A continua com metade do volume, também terá metade das moléculas: n'Û = n'½ / 2. OPÇÃO: B. 19. (UFOP/2009) Considere o gráfico a seguir, que descreve o comportamento da pressão e do volume de certa massa de gás ideal. Com relação às transformações mostradas acima, podemos afirmar que: A) a transformação BC é isobárica. B) a transformação AB é isotérmica. C) há uma mudança drástica do volume na transformação BC. D) a temperatura no ponto A é maior que no ponto C. CORREÇÃO Achei a questão bem simples, pois como o próprio gráfico mostra, entre A e B a temperatura é constante e igual a T1. Além do mais, visivelmente, a temperatura T2 é mais alta no gráfico, logo maior. B-C é claramente isovolumétrico, posto que o volume não vai para frente nem para traz. Ajudaria se o aluno lembrasse da Ley de Boyle: http://quantizado.blogspot.com/2009/09/lei-de-boyle.html .
  • 17. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 17 Termodinâmica e Teoria Cinética dos Gases 20. (UFVJM/2006) Analise a seguinte situação-problema. Um mol de moléculas de um gás ideal é submetido a um determinado processo, em que o gás passa do estado A para o estado B, conforme representado na figura abaixo. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a variação da energia interna desse gás (U) e a razão (r) entre o calor absorvido e o trabalho realizado pelo gás são, respectivamente, iguais a
  • 18. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 18 CORREÇÃO O tal CP = calor molar a pressão constante é um assunto que só encontrei, que me lembre, nos Problemas Suplementares do capítulo sobre Gases do livro Curso de Física, Beatriz Alvarenga e Antônio Máximo, vol. 2. Ou seja, detalhe de rodapé de página, a meu ver sem a menor importância. Perguntei a um colega meu, da Química, e ele disse que é dado, na Universidade... Bem... Respondendo à primeira pergunta, U, vem da 1a Lei da Termodinâmica : U = Q – τ onde Q é calor e τ é o Trabalho, faremos algumas considerações. Pelo enunciado, 1 mol, n, constante, passa de um estado A para B. Do gráfico, o volume está diretamente proporcional à temperatura  isobárico, pressão constante. À pressão constante, τ = PV , onde P é pressão e V é a variação do volume (direta do gráfico). Da Equação de Clapeyron (famosa “puta velha não rejeita tarado”): PV = nRT  nRT P V  . Tirando o valor de P pelo primeiro ponto (como P=k tanto faz) do gráfico: o o nRT P V  . Então, τ = PV = onRT V . (3 )o o o V V 2 2 onRT . Temos o Trabalho, falta o calor. O calor molar é semelhante ao Calor Específico, porém é definido para um mol, e não por grama. Se Q = mcT, Q = nCPT onde n é o número de moles (mols, como gostam os Químicos!). Calculando o calor: Q = nCP (3To - To) = 2 nCPTo . Enfim: U = Q – τ = 2 nCPTo - 2 onRT e temos n=1 mol  U = 2 (CP – R)To . Calculando r: 2nQ r    P oC T 2n oR T PC R  . Algebrismos, formulismos e nada mais. Chato, e não seleciona bem. OPÇÃO: A. 21. Ao apertar a válvula de um aerossol e deixarmos o gás escapar abundantemente, notamos que a temperatura do frasco se reduz: sentimos frio na mão que o segura. EXPLIQUE por que, baseado na 1a Lei da Termodinâmica. Google Imagens em 18/05/08.
  • 19. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 19 CORREÇÃO O gás realiza trabalho para se expandir, saindo de dentro do aerossol, e não tem tempo de trocar calor com o ambiente: adiabático. Por isto, ao gastar sua energia para se expandir, ele se esfria. U = Q -  , Q = 0  – U = –  22. A chamada Teoria Cinética dos gases afirma que a Energia Cinética das partículas de um gás é dada por 3 2 C KT E  , em que K é a constante de Boltzmann e T a temperatura absoluta. Considere dois gases comuns, Oxigênio e Gás Carbônico. A massa atômica do Oxigênio vale 16 u.m.a. e do Carbono 12 u.m.a. Considerando as partículas que formam os dois gases, estando ambos à mesma temperatura T, em qual elas teriam maior velocidade? JUSTIFIQUE. CORREÇÃO À mesma temperatura, a teoria diz que qualquer gás terá partículas com a mesma Energia Cinética. Basta ver a fórmula dada. Porém, Energia Cinética é dada por 2 2 C mv E  . Logo, tendo a mesma Energia Cinética, terá maior velocidade o gás que possuir menor massa. E, claro: mO2 < mCO2 . Assim, as moléculas de oxigênio terão maior velocidade. 23. Um dos grandes problemas da humanidade neste século XXI é o chamado Aquecimento Global. Provocado pelos gases que intensificam o efeito estufa no planeta. Com menos energia sendo irradiada e refletida para o espaço, a temperatura do planeta tem aumentado ao longo do último século e nas últimas décadas, de acordo com pesquisas de milhares de cientistas, do mundo inteiro. As conseqüências ainda estão sendo estudadas, mas se prevê aumento dos níveis dos oceanos, derretimento das calotas polares, extinção em massa de espécies vegetais e animais, entre tantos outros desastres. De acordo com seu conhecimento sobre Gases e Termodinâmica, marque a única alternativa abaixo que concorda tanto com o texto quanto com a teoria Física a respeito dos gases.
  • 20. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 20 a) Um aumento da temperatura provoca um aumento na densidade do gás atmosférico. b) Com um aumento na energia cinética média das moléculas do gás atmosférico, é possível prever eventos climáticos mais catastróficos, como aumento do número e intensidade dos furacões. c) Devido ao aumento de temperatura, as chamadas correntes de convecção tendem a diminuir de intensidade no gás atmosférico. d) Os gases atmosféricos não têm relação alguma com o referido aumento de temperatura citado no texto. CORREÇÃO Como é um assunto da moda, todo mundo tem ouvido falar neste tema. E, um dos efeitos previstos, ao que parece, já está acontecendo! Veja o que houve no Sul do Brasil, a pouquíssimo tempo: uma espécie de furacão! Note as imagens: OPÇÃO: B. 24. (UFMG/2010) Uma máquina térmica é constituída de um cilindro, cheio de gás, que tem um êmbolo móvel. Durante o funcionamento dessa máquina, o gás é submetido a um processo cíclico, que o leva de um estado K a outro estado L e, depois, de volta ao estado K e assim sucessivamente, como representado no diagrama pressão versus volume, mostrado na figura ao lado. Considerando essas informações, ESPONDA: A) Em qual dos dois estados – K ou L – a temperatura do gás é maior? JUSTIFIQUE sua resposta. B) Em um ciclo completo, em que o gás sai do estado K e volta ao mesmo estado, essa máquina realiza trabalho líquido? JUSTIFIQUE sua resposta. C) Tendo-se em vista que se trata de um sistema ideal, é possível converter em trabalho todo o calor fornecido a essa máquina? JUSTIFIQUE sua resposta. CORREÇÃO A Termodinâmica. Envolve conhecimento, mas não achei esta tão complicada.
  • 21. Professor Paulo Souto paulosoutocamilo@gmail.com 21 Quanto ao item A, em qual estado (K ou L) a temperatura é maior, podemos justificar de dois modos bem distintos. Escrevendo a famosa equação de Clapeyron, a “puta velha”... PV nRT . Dela, vemos que, se o número de mols n permanecer constante, o que ocorre quando o gás (neste caso considerado ideal) está preso (confianado) na máquina, dentro de um cilindro com êmbolo, e sendo R já é uma constante, então a Temperatura é proporcional ao produto Pressão x Volume (T  P.V). No gráfico, observamos que para L os valores da Pressão e do Volume são maiores do que em K. Veja... No gráfico, como disse, em L os valores de P e V são maiores. Logo, em L a temperatura é maior. Outra maneira pela qual gosto de visualizar é através das Isotermas, hipérboles, curvas que neste caso mostram pontos de temperaturas constantes. Note que a isoterma de K é mais baixa que a de L, logo sua temperatura é menor. Quanto ao item B, vou argumentar pela área sob o gráfico, conhecimento fundamental. Ela fornece o trabalho. Durante a expansão, o gás realiza trabalho (positivo), e durante a compressão trabalho é realizado sobre ele (negativo). O chamado Trabalho Líquido é a diferença entre estes dois, e é dado pela área dentro do círculo. Como se vê, o trabalho positivo é maior que o negativo e há, portanto, sim, trabalho líquido. O que significa que a máquina realmente cumpriu seu papel: como num carro, por exemplo, moveu as rodas. Finalmente, em C, um dos enunciados da famosa e filosófica 2a Lei da Termodinâmica, diz que não existe máquina térmica cujo rendimento seja de 100%. O que quer dizer que não é possível converter em trabalho todo o calor... VL > VKVK PK PL > PK TL > TK TK