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ESTUDO DOS GASES
Professor Fábio Oisiovici
EXERCÍCIOS DESALA
01.
02.
Em uma sala fechada dois recipientes contendo gases estão separados de
uma distância de 18 metros. Sabendo que no canto esquerdo o recipiente
contém um gás de cheiro desagradávelde massa molecular 108g/mole na
outra extremidade o recipiente contém um gás cheiroso de massa
molecular 12g/mol. A que distância da extremidade A uma pessoadeve
ficar para sentir simultaneamente o cheiro de ambos os gases quando os
recipientes são abertos ao mesmo tempo.
A) 4,5 metros.
B) 9,0 metros.
C) 12 metros.
D) 16 metros.
E) 17,5 metros.
03.
Uma empreiteira que construía uma ferrovia divulgou uma previsão para a
realização de um determinado trecho:
Qual dos fenômenos descritos pelas Ciências Naturais apresenta
comportamento matemático semelhante ao encontrado na tabela que
essa empresa divulgou?
a) A desintegração de certa massa dematerial radioativo por
transmutação.
b) A transformação isotérmicadeuma quantidade fixa de gás.
c) A liberação de calor devido à queima da madeira.
d) O aumento da pressão hidrostáticacom a profundidade.
e) A velocidade de dispersão degases tóxicos no ar atmosférico coma
temperatura.
04.
O mergulho livre é um esportedemocrático. Mesmo com um pequeno
investimento, e muitas vezes com um pouco de curiosidade, você já
conseguepraticar uma das modalidades do mergulho. Isto significaque à
medida que o mergulhador realiza sua submersão ou retorno a superfície,
as modificações na pressão ambiental comprimeou dilata os gases no
interior das cavidades aéreas, requisitando alguns cuidados por parte do
praticante.
O esquema a seguir relaciona a redução do volume ocupado pelo ar
dentro dos pulmões em função da pressão, emATA, atmosfera absoluta,
mantendo-sea temperatura constante:
Com base nas informações fornecidas e sabendo que um indivíduo, ao
nível do mar, apresenta uma capacidade pulmonar de 5,0L , qual o volume
ocupado por essa mesma quantidade de ar a uma profundidadede 15
metros, praticando esse tipo de mergulho?
A) 1.5L
B) 2,0L
C) 2,5L
D) 3,0L
E) 5,0L
05.
Deve-secuidar dos pneus dos carros para manter a segurançae também
evitar uma degradação mais rápida que resulta em gastos desnecessários.
Pneus murchos podemtambém gerar derrapagens, instabilidadeem pista
molhada e estouro.
Um motorista calibrou os pneus do seu carro à temperatura de 27 °C.
Depois de rodar bastante, ao medir novamente a temperatura, encontrou
um resultado 15% superior ao valor da calibração inicial. A temperatura
do ar comprimido deve ter atingido:
a) 72 °C
b) 320 K
c) 360 °C
d) 300 K
e) 32°C
EXERCÍCIOS DE CASA
01.
Ar é o nome da mistura de gases que compõem a atmosfera da Terra. O ar
é composto principalmente de nitrogênio, oxigênio e argônio, que juntos
constituem a maior parte dos gases da atmosfera. Os demais gases
incluem gases de efeito estufa como vapor de água(H2O), dióxido de
carbono(CO2), metano(CH4), óxido nitroso(N2O) eozônio(O3).
Dados: Massas molares emg/mol: H=1, O=16, C=12, N=14.
Considerando idênticas condições de temperatura e apenas os gases
existentes em menor concentração no ar atmosférico, qual deles seria
capaz de seespalhar por uma determinada área em menor tempo?
A) vapor d’água.
B) dióxido de carbono.
C) metano.
D) óxido nitroso.
E) ozônio.
Gaba C
02.
Na forma mais simples de se configurar umsistema de aerosolvocê
despeja o produto líquido, lacra a lata e em seguida bombeia o gás
propelente através do sistema de válvula. O gás é bombeado sob alta
pressão, comprimindo o produto líquido com muita força. Você pode ver
como o sistema funciona no diagrama abaixo.
Nessa lata um longo tubo plástico vai do fundo até o sistema de válvula no
topo. A válvula, nessediagrama, possuium desenho muito simples. Ela
possuiuma pequena peça na ponta comum estreito canal passando
através dela. Uma mola empurra a ponta da peça para cima e, comisso, a
entrada do canal fica bloqueada por um lacre. Quando empurramos o
pino para baixo, a entrada escorrega para baixo do lacre, abrindo a
passagemdo interior para o exterior da lata. O gás propelente de alta
pressão, impele o produto líquido até o topo do tubo de plástico e daí
para fora através do bocal. O estreito bocal servepara borrifar o líquido
que flui por ele, quebrando-o empequenas gotículas que formamum fino
spray.
( http://ciencia.hsw.uol.com.br/latas-de-aerosol2.htm)
Do ponto de vista científico, qual desses princípios é verificado na
fabricação e no funcionamento do sistema descrito anteriormente?
A) Ao empurrar o pino para baixo, o propelente movimenta-se
espontaneamente de um lugar de menor pressão para um lugar de maior
pressão.
B) No momento em que o pino é empurrado para baixo e o produto
líquido não é mais retirado da lata do aerosol, não existe mais matéria
dentro do recipiente.
C) Triplicando-sea quantidade de moléculas de gás propelente que se
encontra em contato com o líquido, a pressão será triplicada
independente do fato da temperatura permanecer constante.
D) Dobrando-sea quantidade do produto líquido dentro do recipiente,
mantendo-sea temperatura e a quantidade de propelente constantes, a
pressão exercida pelo gás será o dobro da inicial, desprezando-sea
solubilidade do gás no líquido.
E) Aquecendo-seuma lata “vazia” de aerosol, quando a temperatura
absoluta dobrar, o volume do recipiente também será dobrado, segundo
a lei de Boyle.
Gaba D
03.
04.
Analise o esquema a seguir.
Ao se introduzir uma bolha de gás na basedo cilindro, ela inicia sua
ascensão ao longo da coluna de líquido, à temperatura constante. A
pressão interna da bolha e a pressão a que ela está submetida,
respectivamente,
a) aumenta e diminui.
b) diminui e diminui.
c) aumenta e permanecea mesma.
d) permanece a mesma e diminui.
e) diminui e permanece a mesma.
Gaba B
05.
Os desodorantes do tipo aerossolcontêm em sua formulação
solventes e propelentesinflamáveis. Por essa razão, as
embalagens utilizadas para a comercialização do produto fornecem
no rótulo algumas instruções,tais como:
- Não expor a embalagem ao sol.
- Não usar próximo a chamas.
- Não descartar em incinerador.
Uma lata desse tipo de desodorante foi lançada em um incinerador
a 25 ºC e 1 atm. Quando a temperatura do sistemaatingiu 621 ºC, a
lata explodiu. Considere que não houve deformação durante o
aquecimento.No momento da explosão a pressão no interior da lata
era
a) 1,0 atm.
b) 2,5 atm.
c) 3,0 atm.
d) 24,8 atm.
e) 30,0 atm
gaba C
06.
O Brasil é um grande exportadorde frutas frescas,que são
enviadas por transporte marítimo para diversos países da Europa.
Para que possam chegar com a qualidade adequada ao consumidor
europeu, os frutos são colhidos prematuramente e sua completa
maturação ocorre nos navios, numa câmara contendo um gás que
funciona como um hormônio vegetal, acelerando seu
amadurecimento.Esse gás a 27 C tem densidade 1
1,14 g L
 sob
pressão de 1,00 atm. A fórmula molecular desse gás é
Dado: 1 1
R 0,082 atm L mol K 
  
a) Xe.
b) 3O .
c) 4CH .
d) 2 4C H .
e) 2 4N O .
gaba D
07.
Os gases perfeitos obedecem a três leis bastante simples: a lei de Boyle, a
lei de Gay-Lussac ea lei de Charles, formuladas segundo o
comportamento de três grandezas quedescrevemas propriedades dos
gases: o volume (V), a pressão (p) e a temperatura absoluta (T).
O número de moléculas influencia a pressão exercida pelo gás, ou seja, a
pressão depende também, diretamente, da massa do gás. Considerando
esses resultados, PaulEmile Clapeyron (1799-1844) estabeleceu uma
relação entre as variáveis de estado com esta expressão matemática:
pV nRT, onde n é o número de mols, e R é a constante universaldos gases
perfeitos.
Ao calibrar um pneu, altera-se o número de moléculas de ar no interior
dele. Porém, a pressão e o volume podem, também, sofrer modificação
com a variação da temperatura.
O gráfico pressão versus volume, que representa uma transformação
isotérmica de uma quantidade fixa de um gás perfeito, é o
a)
b)
c)
d)
e)
gaba B
08.
Gaba B
EXERCÍCIOS DESALA
01.
Para determinar a massa molar de uma substância desconhecida, porém
líquida, pura e com ponto de ebulição inferior a 100 o
C, pode-seutilizar
uma técnica que consisteem introduzir a amostra em um bulbo de Dumas
e submetê-lo a aquecimento em banho-maria.
Um experimento nesseprocedimento forneceu os seguintes resultados:
massa de vapor = 16 g; volume do bulbo = 8000mL ; pressão =0,82 atm e
temperatura = 87 o
C.
ConsidereR = 0,082 atm.L.mol−1
.K−1
, quala massa molar da substância?
A) 576g/mol.
B) 57g/mol.
C) 65g/mol.
D) 72g/mol.
E) 112g/mol.
02.
Em algumas situações, é necessário transportar as amostras gasosas para
os laboratórios para fazer as análises químicas necessárias para identificar
os compostos presentes e suas concentrações. Como os gases estão,
normalmente, em concentrações baixas, é necessário que sejam
armazenados volumes bemmaiores do que para os líquidos, que podem
ser feitos em tanques que suportempressões mais altas. Considerando
que um tanque possua umvolume de 2 litros, qual será a pressão de uma
amostra de 1 mol de gás na temperatura de 0°C ?
(Dado: R= 0,082 atm.L/molK ou 62,3 mmHg.L/mol.K )
a) 10 bar
b) 0,9 atm
c) 1 atm
d) 11,35 atm
e) 700 mmHg
gaba D
03.
O ar, na forma pura e totalmente seca, somente é obtido em laboratório.
Na natureza o ar conterá uma quantidade de vapor de água(H2O), o que
lhe conferecerto grau de umidade, além das impurezas resultantes de
atividades Vulcânicas e de Gêiseres. O diagrama a seguir mostra a
composição do ar, em porcentagem em mol.
Dados: Massas molares emg/mol: H=1, O=16, S=32, C=12, N=14.
Admitindo que os gases que são encontrados e lançados na atmosfera
apresentamcomportamento ideal, verifica-seque a densidade do ar
atmosférico
A) aumenta com o aumento da umidade provocada por ação de gêiseres.
B) diminui com uma redução da concentração de vapor d’água nele
existente.
C) aumenta quando gás SO3 é lançado por vulcões na atmosfera.
D) diminui quando gás SO3 é lançado por vulcões na atmosfera.
E) diminui quando gás CO2 é lançado por vulcões na atmosfera.
Gaba C
04.
A arte de confeccionar e soltar balões de papel impulsionados por ar
quente é muito antiga e tem sua origem na China. O primeiro registro que
se tem notícia remonta ao ano de 1306, na comemoração da coroação do
imperador chinês Fo-Kien. O costumefoi incorporado pelos italianos,
tornando-secomumna Europa. Em Portugal, pequenos papéis com
pedidos aos santos eramescritos e amarrados nos balões, mas a principal
utilidade era informar á toda região que os festejos haviam começado. No
Brasil, a práticafoi incluída na cultura nacional em 1583, através dos
colonizadores portugueses, esua realização sedava entre maio e agosto,
no chamado período junino. Duranteesses meses, o ar seco e as estiagens
tomam conta de algumas partes do país, tornando o lançamento de
balões juninos, algo muito perigoso, podendo ocasionar incêndios
florestais ou em áreas urbanas.
( http://www.reporterjunino.com.br/2012/noticias/424-baloes-juninos-
tradicao-encanto-e-perigo )
É a variação da densidadedo ar dentro dos balões que fazem com que
eles subamou desçam. Essa propriedadedepende, para um determinado
sistema gasoso, da temperatura e da pressão. Qualdos diagramas a seguir
representa a variação da densidade do ar(d) em função da temperatura
absoluta(T), mantendo-sea pressão constante?
Gaba D
05.
A maior parte dos mergulhos recreativos é realizada no mar, utilizando
cilindros de ar comprimido para a respiração.
Sabe-seque:
I. O ar comprimido é composto por aproximadamente 20% de O2 e 80% de
N2 em mol.
II. A cada 10 metros de profundidade, a pressão aumenta de 1 atm.
III. A pressão totala que o mergulhador está submetido é igual à soma da
pressão atmosféricamais a da coluna de água.
IV. Para que seja possívela respiração debaixo d’água, o ar deve ser
fornecido à mesma pressão a que o mergulhador está submetido.
V. Em pressões parciais deO2 acima de 1,2 atm, o O2 tem efeito tóxico,
podendo levar à convulsão e morte.
A profundidademáxima em que o mergulho pode ser realizado
empregando ar comprimido, sem que seja ultrapassada a pressão parcial
máxima de O2, é igual a:
A) 12 metros.
B) 30 metros.
C) 40 metros.
D) 50 metros.
E) 60 metros.
Gaba D.
EXERCÍCIOS DECASA
01.
Existem muitas formas de mostrar os efeitos da pressão atmosféricaque
pode ser considerada como razoavelmenteintensa, mas não sentimos seu
efeito sobrenosso corpo por haver equilíbrio entre ela e a pressão de
nossos fluidos internos. A variação vertical da pressão e densidadeé muito
maior que a variação horizontale temporal. A figura abaixo mostra a
variação da pressão da atmosfera padrão, em milibar, com a altitude em
quilômetros.
Sabendo que a densidadede uma amostra gasosa é diretamente
proporcionalà pressão a que está submetida e inversamenteproporcional
à temperatura absoluta(emKelvin), a densidadedo ar atmosférico ao nível
do mar será aproximadamente, em relação ao ar situado a 4 Km de altura,
na mesma temperatura,
A) 2,0 vezes menor
B) 0,6 vezes maior
C) 1,5 vezes maior
D) 1,2 vezes menor
E) 1,7 vezes maior
Gaba E.
02.
Você já se perguntou por que um cubo de gelo flutua em um copo com
água?
A resposta a esta questão nos ajudará a entender o funcionamento dos
balões. O gelo não afunda porquesua densidade é menor que a densidade
da água. No caso do balão, ocorrea mesma coisa. O ar no interior do
balão é aquecido pela chama proveniente de um bico de gás. Ao ser
aquecido, o gás se dilata, parte dele escapa e o restante que permanece
dentro do balão tem sua densidadereduzida. Desta forma, como o ar no
exterior do balão é mais denso que o ar em seu interior, o empuxo
(segundo o Princípio de Arquimedes, a força que surge, de baixo para
cima, sobretodo corpo imerso em um fluido em equilíbrio) que age sobre
o balão é maior que a ação da forçapeso, fazendo com que ele suba (veja
a figura). Caso o empuxo fossemenor que o peso do balão, o balão
tenderia a descer. Isto podeser obtido, por exemplo, desligando-sea
chama que aquece o gás interno do balão.
(http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=8&idSu
bSecao=&idTexto=37 )
Com base no texto e na compreensão da propriedadedensidade , por que
um balão dessetipo não sobe até o topo da atmosfera?
A) Porquea densidade de um gás após certa altitude não varia mais com a
temperatura.
B) Porqueo ar se torna cada vez menos denso à medida que se sobena
atmosfera e quando o empuxo se torna igual ao peso do balão, ele deixa
de subir.
C) Porquedensidade de um gás após certa altitude não varia mais com a
pressão.
D) Porque o ar se torna cada vez mais denso à medida que se sobe na
atmosfera e quando o empuxo se torna igual ao peso do balão, ele deixa
de subir
E) Porqueé impossívelaquecer o gás em uma altitude muito elevada, o
que faz com que sua densidadefique constante.
Gaba B.
03.
A densidade (massa específica) do ar afeta o desempenho das aeronaves e
suas várias características nas operações de decolagem e pouso como
operações mais importantes. A densidadedo AR, no nível médio do mar, é
de 0,0012250 g /cm³.= 1,2215 kg/m³. A camada de Ar que envolve a
superfícieda terra apresenta-semais denso sobrea superfíciedo mar e
nas condições padrão de 1 atmosfera a 15o
C, considerados a 45o
Latitude
Norte.
(http://www.segurancadevoo.com.br/show.php?not=164&titulo=8)
A densidade do fluido em questão,
A) diminui com o aumento da temperatura, por isso o ar frio é mais denso
que o ar aquecido.
B) aumenta com o aumento da pressão atmosférica, por isso o ar em
elevadas altitudes possuimaior densidade do que aquele encontrado ao
nível do mar.
C) é maior quanto maior for o percentual de vapor d’água contido na
amostra(umidade).
D) será sempreigual a 1,2215 kg/m³, pois esta propriedadefísica
independe da latitude, longitude e da altitude.
E) dobra quando a temperatura passa de 20°C para 40°C, em uma mesma
pressão.
Gaba A
04.
Um laboratório químico descartou umfrasco de éter, sem perceber que,
em seu interior, havia ainda um resíduo de 7,4 g de éter, parte no estado
líquido, parte no estado gasoso. Essefrasco, de0,8 L de volume, fechado
hermeticamente, foi deixado sob o sol e, após um certo tempo, atingiu a
temperatura de equilíbrio T = 37 ºC, valor acima da temperatura de
ebulição do éter. Se todo o éter no estado líquido tivesse evaporado, a
pressão dentro do frasco seria:
Considereque no interior do frasco descartado havia apenas éter.
Massa molar do éter = 74 g
K = ºC + 273
R (constante universaldos gases) = 0,08 atm.L / (mol.K)
a) 0,37 atm.
b) 1,0 atm.
c) 2,5 atm.
d) 3,1 atm.
e) 5,9 atm.
Gaba D
05.
Incêndio é uma ocorrência de fogo não controlado, potencialmente
perigosa para os seres vivos. Para cada classede fogo existe pelo menos
um tipo de extintor. Quando o fogo é gerado por líquidos inflamáveis
como álcool, querosene, combustíveis e óleos, os extintores mais
indicados são aqueles comcarga de pó químico ou gás carbônico.
Considerando-sea massa molar do carbono = 12 g.
1
mol
, a massa molar
do oxigênio = 16 g.
1
mol
e R = 0,082 atm.L.
1
mol
.K–1, o volumemáximo,
em litros, de gás liberado a 27ºCe 1 atm, por um extintor de gás carbônico
de 8,8 kg de capacidade, é igual a:
a) 442,8.
b) 2 460,0.
c) 4 477,2.
d) 4 920,0.
e) 5 400,0.
Gaba D
06.
Considere o enunciado a seguir e as três propostas para completá-lo.
Em dada situação, substâncias gasosas encontram-se armazenadas, em idênticas condições
de temperatura e pressão, em dois recipientes de mesmo volume, como representado a seguir.
Gás carbônico
(CO2)
Gás nitrogênio (N2)
+
Gás oxigênio (O2)
Recipiente 1 Recipiente 2
Nessa situação, os recipientes 1 e 2 contêm
1 - o mesmo número de moléculas.
2 - a mesma massa de substâncias gasosas.
3 - o mesmo número de átomos de oxigênio.
Quais propostas estão corretas?
a) Apenas 1.
b) Apenas 2.
c) Apenas 3.
d) Apenas 2 e 3.
e) 1, 2 e 3.
Gaba A
07.
5. A pressão interna do pneu de um carro aumenta quando este é conduzido em uma rodovia
por trajetórias longas. A razão disso é que o atrito aquece os pneus, e o volume permanece
praticamente constante.
Pressão inicial do pneu = P1 Pressão final do pneu = P2
Temperatura inicial do pneu = T1 Temperatura final do pneu = T2
Com base nessa ilustração e considerando o volume do pneu constante, a equação que
permite calcular a pressão do pneu após longas trajetórias é
a) P2 = P1(T1/T2)
b) P2 = P1(T2/T1)
c) P2 = nR(T1/T2) / V2
d) P2 = nR(T2/T1) / V2
gaba B
08.
Um estudante de Química confinou uma amostra de gás em um recipiente com um pistão
móvel, como o da ilustração:
Em uma situação X, a temperatura do gás foi aumentada de 300 K para 500 K, enquanto a
pressão foi mantida constante; na situação Y, a pressão externa sobre o pistão foi aumentada
de 1 atm para 2 atm, enquanto a temperatura foi mantida constante. Se considerarmos h1
como sendo a altura do pistão após o processo, as situações X e Y são melhor representadas
por
a)
b)
c)
d)
gaba A
09. A oxigenoterapia, tratamento terapêutico com gás oxigênio, é indicada para pacientes que
apresentam falta de oxigênio no sangue, tais como portadores de doenças pulmonares. O gás
oxigênio usado nesse tratamento pode ser comercializado em cilindros a elevada pressão, nas
condições mostradas na figura.
No cilindro, está indicado que o conteúdo corresponde a um volume de 3 m3 de oxigênio nas
condições ambientes de pressão e temperatura, que podem ser consideradas como sendo 1
atm e 300 K, respectivamente.
Dado R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1, a massa de oxigênio, em kg, armazenada no cilindro de gás
representado na figura é, aproximadamente:
a) 0,98.
b) 1,56.
c) 1,95.
d) 2,92.
e) 3,90.
Gaba E
10.
A velocidade com que um gás atravessa uma membrana é inversamente proporcional à raiz
quadrada de sua massa molar. Três bexigas idênticas, feitas com membrana permeável a
gases, expostas ao ar e inicialmente vazias, foram preenchidas, cada uma, com um gás
diferente. Os gases utilizados foram hélio, hidrogênio e metano, não necessariamente nesta
ordem. As bexigas foram amarradas, com cordões idênticos, a um suporte. Decorrido algum
tempo, observou-se que as bexigas estavam como na figura. Conclui-se que as bexigas A, B e
C foram preenchidas, respectivamente, com
a) hidrogênio, hélio e metano.
b) hélio, metano e hidrogênio.
c) metano, hidrogênio e hélio.
d) hélio, hidrogênio e metano.
e) metano, hélio e hidrogênio.
Gaba E
11. Uma equipe tenta resgatar um barco naufragado que está a 90 m de profundidade. O
porão do barco tem tamanho suficiente para que um balão seja inflado dentro dele, expulse
parte da água e permita que o barco seja içado até uma profundidade de 10 m. O balão dispõe
de uma válvula que libera o ar, à medida que o barco sobe, para manter seu volume inalterado.
No início da operação, a 90 m de profundidade, são injetados 20.000 mols de ar no balão. Ao
alcançar a profundidade de 10 m, a porcentagem do ar injetado que ainda permanece no balão
é
(Pressão na superfície do mar = 1 atm; No mar, a pressão da água aumenta de 1 atm a cada
10 m de profundidade.
A pressão do ar no balão é sempre igual à pressão externa da água.)
a) 20 %
b) 30 %
c) 50 %
d) 80 %
e) 90 %
gaba A
12. A calibração dos pneus de um automóvel deve ser feita periodicamente. Sabe-se que o
pneu deve ser calibrado a uma pressão de 30 lb/pol2 em um dia quente, a uma temperatura de
27 °C. Supondo que o volume e o número de mol injetados são os mesmos, qual será a
pressão de calibração (em atm) nos dias mais frios, em que a temperatura atinge 12 °C?
Dado: Considere 1 atm ≈ 15 lb/pol2.
a) 1,90 atm.
b) 2,11 atm.
c) 4,50 atm.
d) 0,89 atm.
e) 14,3 atm.
Gaba A

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  • 2. 01. 02. Em uma sala fechada dois recipientes contendo gases estão separados de uma distância de 18 metros. Sabendo que no canto esquerdo o recipiente contém um gás de cheiro desagradávelde massa molecular 108g/mole na outra extremidade o recipiente contém um gás cheiroso de massa molecular 12g/mol. A que distância da extremidade A uma pessoadeve ficar para sentir simultaneamente o cheiro de ambos os gases quando os recipientes são abertos ao mesmo tempo. A) 4,5 metros. B) 9,0 metros. C) 12 metros.
  • 3. D) 16 metros. E) 17,5 metros. 03. Uma empreiteira que construía uma ferrovia divulgou uma previsão para a realização de um determinado trecho: Qual dos fenômenos descritos pelas Ciências Naturais apresenta comportamento matemático semelhante ao encontrado na tabela que essa empresa divulgou? a) A desintegração de certa massa dematerial radioativo por transmutação. b) A transformação isotérmicadeuma quantidade fixa de gás. c) A liberação de calor devido à queima da madeira. d) O aumento da pressão hidrostáticacom a profundidade. e) A velocidade de dispersão degases tóxicos no ar atmosférico coma temperatura. 04. O mergulho livre é um esportedemocrático. Mesmo com um pequeno investimento, e muitas vezes com um pouco de curiosidade, você já conseguepraticar uma das modalidades do mergulho. Isto significaque à medida que o mergulhador realiza sua submersão ou retorno a superfície, as modificações na pressão ambiental comprimeou dilata os gases no interior das cavidades aéreas, requisitando alguns cuidados por parte do praticante.
  • 4. O esquema a seguir relaciona a redução do volume ocupado pelo ar dentro dos pulmões em função da pressão, emATA, atmosfera absoluta, mantendo-sea temperatura constante: Com base nas informações fornecidas e sabendo que um indivíduo, ao nível do mar, apresenta uma capacidade pulmonar de 5,0L , qual o volume ocupado por essa mesma quantidade de ar a uma profundidadede 15 metros, praticando esse tipo de mergulho? A) 1.5L B) 2,0L C) 2,5L D) 3,0L E) 5,0L 05. Deve-secuidar dos pneus dos carros para manter a segurançae também evitar uma degradação mais rápida que resulta em gastos desnecessários. Pneus murchos podemtambém gerar derrapagens, instabilidadeem pista molhada e estouro. Um motorista calibrou os pneus do seu carro à temperatura de 27 °C. Depois de rodar bastante, ao medir novamente a temperatura, encontrou um resultado 15% superior ao valor da calibração inicial. A temperatura do ar comprimido deve ter atingido: a) 72 °C
  • 5. b) 320 K c) 360 °C d) 300 K e) 32°C EXERCÍCIOS DE CASA 01. Ar é o nome da mistura de gases que compõem a atmosfera da Terra. O ar é composto principalmente de nitrogênio, oxigênio e argônio, que juntos constituem a maior parte dos gases da atmosfera. Os demais gases incluem gases de efeito estufa como vapor de água(H2O), dióxido de carbono(CO2), metano(CH4), óxido nitroso(N2O) eozônio(O3). Dados: Massas molares emg/mol: H=1, O=16, C=12, N=14. Considerando idênticas condições de temperatura e apenas os gases existentes em menor concentração no ar atmosférico, qual deles seria capaz de seespalhar por uma determinada área em menor tempo? A) vapor d’água. B) dióxido de carbono. C) metano. D) óxido nitroso. E) ozônio. Gaba C 02. Na forma mais simples de se configurar umsistema de aerosolvocê despeja o produto líquido, lacra a lata e em seguida bombeia o gás propelente através do sistema de válvula. O gás é bombeado sob alta
  • 6. pressão, comprimindo o produto líquido com muita força. Você pode ver como o sistema funciona no diagrama abaixo. Nessa lata um longo tubo plástico vai do fundo até o sistema de válvula no topo. A válvula, nessediagrama, possuium desenho muito simples. Ela possuiuma pequena peça na ponta comum estreito canal passando através dela. Uma mola empurra a ponta da peça para cima e, comisso, a entrada do canal fica bloqueada por um lacre. Quando empurramos o pino para baixo, a entrada escorrega para baixo do lacre, abrindo a passagemdo interior para o exterior da lata. O gás propelente de alta pressão, impele o produto líquido até o topo do tubo de plástico e daí para fora através do bocal. O estreito bocal servepara borrifar o líquido que flui por ele, quebrando-o empequenas gotículas que formamum fino spray. ( http://ciencia.hsw.uol.com.br/latas-de-aerosol2.htm) Do ponto de vista científico, qual desses princípios é verificado na fabricação e no funcionamento do sistema descrito anteriormente? A) Ao empurrar o pino para baixo, o propelente movimenta-se espontaneamente de um lugar de menor pressão para um lugar de maior pressão. B) No momento em que o pino é empurrado para baixo e o produto líquido não é mais retirado da lata do aerosol, não existe mais matéria dentro do recipiente.
  • 7. C) Triplicando-sea quantidade de moléculas de gás propelente que se encontra em contato com o líquido, a pressão será triplicada independente do fato da temperatura permanecer constante. D) Dobrando-sea quantidade do produto líquido dentro do recipiente, mantendo-sea temperatura e a quantidade de propelente constantes, a pressão exercida pelo gás será o dobro da inicial, desprezando-sea solubilidade do gás no líquido. E) Aquecendo-seuma lata “vazia” de aerosol, quando a temperatura absoluta dobrar, o volume do recipiente também será dobrado, segundo a lei de Boyle. Gaba D 03. 04. Analise o esquema a seguir.
  • 8. Ao se introduzir uma bolha de gás na basedo cilindro, ela inicia sua ascensão ao longo da coluna de líquido, à temperatura constante. A pressão interna da bolha e a pressão a que ela está submetida, respectivamente, a) aumenta e diminui. b) diminui e diminui. c) aumenta e permanecea mesma. d) permanece a mesma e diminui. e) diminui e permanece a mesma. Gaba B 05. Os desodorantes do tipo aerossolcontêm em sua formulação solventes e propelentesinflamáveis. Por essa razão, as embalagens utilizadas para a comercialização do produto fornecem no rótulo algumas instruções,tais como: - Não expor a embalagem ao sol. - Não usar próximo a chamas. - Não descartar em incinerador.
  • 9. Uma lata desse tipo de desodorante foi lançada em um incinerador a 25 ºC e 1 atm. Quando a temperatura do sistemaatingiu 621 ºC, a lata explodiu. Considere que não houve deformação durante o aquecimento.No momento da explosão a pressão no interior da lata era a) 1,0 atm. b) 2,5 atm. c) 3,0 atm. d) 24,8 atm. e) 30,0 atm gaba C 06. O Brasil é um grande exportadorde frutas frescas,que são enviadas por transporte marítimo para diversos países da Europa. Para que possam chegar com a qualidade adequada ao consumidor europeu, os frutos são colhidos prematuramente e sua completa maturação ocorre nos navios, numa câmara contendo um gás que funciona como um hormônio vegetal, acelerando seu amadurecimento.Esse gás a 27 C tem densidade 1 1,14 g L  sob pressão de 1,00 atm. A fórmula molecular desse gás é Dado: 1 1 R 0,082 atm L mol K     a) Xe. b) 3O . c) 4CH . d) 2 4C H . e) 2 4N O . gaba D 07.
  • 10. Os gases perfeitos obedecem a três leis bastante simples: a lei de Boyle, a lei de Gay-Lussac ea lei de Charles, formuladas segundo o comportamento de três grandezas quedescrevemas propriedades dos gases: o volume (V), a pressão (p) e a temperatura absoluta (T). O número de moléculas influencia a pressão exercida pelo gás, ou seja, a pressão depende também, diretamente, da massa do gás. Considerando esses resultados, PaulEmile Clapeyron (1799-1844) estabeleceu uma relação entre as variáveis de estado com esta expressão matemática: pV nRT, onde n é o número de mols, e R é a constante universaldos gases perfeitos. Ao calibrar um pneu, altera-se o número de moléculas de ar no interior dele. Porém, a pressão e o volume podem, também, sofrer modificação com a variação da temperatura. O gráfico pressão versus volume, que representa uma transformação isotérmica de uma quantidade fixa de um gás perfeito, é o
  • 12. Gaba B EXERCÍCIOS DESALA 01. Para determinar a massa molar de uma substância desconhecida, porém líquida, pura e com ponto de ebulição inferior a 100 o C, pode-seutilizar uma técnica que consisteem introduzir a amostra em um bulbo de Dumas e submetê-lo a aquecimento em banho-maria.
  • 13. Um experimento nesseprocedimento forneceu os seguintes resultados: massa de vapor = 16 g; volume do bulbo = 8000mL ; pressão =0,82 atm e temperatura = 87 o C. ConsidereR = 0,082 atm.L.mol−1 .K−1 , quala massa molar da substância? A) 576g/mol. B) 57g/mol. C) 65g/mol. D) 72g/mol. E) 112g/mol. 02. Em algumas situações, é necessário transportar as amostras gasosas para os laboratórios para fazer as análises químicas necessárias para identificar os compostos presentes e suas concentrações. Como os gases estão, normalmente, em concentrações baixas, é necessário que sejam armazenados volumes bemmaiores do que para os líquidos, que podem ser feitos em tanques que suportempressões mais altas. Considerando que um tanque possua umvolume de 2 litros, qual será a pressão de uma amostra de 1 mol de gás na temperatura de 0°C ? (Dado: R= 0,082 atm.L/molK ou 62,3 mmHg.L/mol.K ) a) 10 bar b) 0,9 atm c) 1 atm
  • 14. d) 11,35 atm e) 700 mmHg gaba D 03. O ar, na forma pura e totalmente seca, somente é obtido em laboratório. Na natureza o ar conterá uma quantidade de vapor de água(H2O), o que lhe conferecerto grau de umidade, além das impurezas resultantes de atividades Vulcânicas e de Gêiseres. O diagrama a seguir mostra a composição do ar, em porcentagem em mol. Dados: Massas molares emg/mol: H=1, O=16, S=32, C=12, N=14. Admitindo que os gases que são encontrados e lançados na atmosfera apresentamcomportamento ideal, verifica-seque a densidade do ar atmosférico A) aumenta com o aumento da umidade provocada por ação de gêiseres. B) diminui com uma redução da concentração de vapor d’água nele existente. C) aumenta quando gás SO3 é lançado por vulcões na atmosfera. D) diminui quando gás SO3 é lançado por vulcões na atmosfera. E) diminui quando gás CO2 é lançado por vulcões na atmosfera.
  • 15. Gaba C 04. A arte de confeccionar e soltar balões de papel impulsionados por ar quente é muito antiga e tem sua origem na China. O primeiro registro que se tem notícia remonta ao ano de 1306, na comemoração da coroação do imperador chinês Fo-Kien. O costumefoi incorporado pelos italianos, tornando-secomumna Europa. Em Portugal, pequenos papéis com pedidos aos santos eramescritos e amarrados nos balões, mas a principal utilidade era informar á toda região que os festejos haviam começado. No Brasil, a práticafoi incluída na cultura nacional em 1583, através dos colonizadores portugueses, esua realização sedava entre maio e agosto, no chamado período junino. Duranteesses meses, o ar seco e as estiagens tomam conta de algumas partes do país, tornando o lançamento de balões juninos, algo muito perigoso, podendo ocasionar incêndios florestais ou em áreas urbanas. ( http://www.reporterjunino.com.br/2012/noticias/424-baloes-juninos- tradicao-encanto-e-perigo ) É a variação da densidadedo ar dentro dos balões que fazem com que eles subamou desçam. Essa propriedadedepende, para um determinado sistema gasoso, da temperatura e da pressão. Qualdos diagramas a seguir representa a variação da densidade do ar(d) em função da temperatura absoluta(T), mantendo-sea pressão constante?
  • 16. Gaba D 05. A maior parte dos mergulhos recreativos é realizada no mar, utilizando cilindros de ar comprimido para a respiração. Sabe-seque: I. O ar comprimido é composto por aproximadamente 20% de O2 e 80% de N2 em mol. II. A cada 10 metros de profundidade, a pressão aumenta de 1 atm. III. A pressão totala que o mergulhador está submetido é igual à soma da pressão atmosféricamais a da coluna de água.
  • 17. IV. Para que seja possívela respiração debaixo d’água, o ar deve ser fornecido à mesma pressão a que o mergulhador está submetido. V. Em pressões parciais deO2 acima de 1,2 atm, o O2 tem efeito tóxico, podendo levar à convulsão e morte. A profundidademáxima em que o mergulho pode ser realizado empregando ar comprimido, sem que seja ultrapassada a pressão parcial máxima de O2, é igual a: A) 12 metros. B) 30 metros. C) 40 metros. D) 50 metros. E) 60 metros. Gaba D. EXERCÍCIOS DECASA 01. Existem muitas formas de mostrar os efeitos da pressão atmosféricaque pode ser considerada como razoavelmenteintensa, mas não sentimos seu efeito sobrenosso corpo por haver equilíbrio entre ela e a pressão de nossos fluidos internos. A variação vertical da pressão e densidadeé muito maior que a variação horizontale temporal. A figura abaixo mostra a variação da pressão da atmosfera padrão, em milibar, com a altitude em quilômetros.
  • 18. Sabendo que a densidadede uma amostra gasosa é diretamente proporcionalà pressão a que está submetida e inversamenteproporcional à temperatura absoluta(emKelvin), a densidadedo ar atmosférico ao nível do mar será aproximadamente, em relação ao ar situado a 4 Km de altura, na mesma temperatura, A) 2,0 vezes menor B) 0,6 vezes maior C) 1,5 vezes maior D) 1,2 vezes menor E) 1,7 vezes maior Gaba E. 02. Você já se perguntou por que um cubo de gelo flutua em um copo com água? A resposta a esta questão nos ajudará a entender o funcionamento dos balões. O gelo não afunda porquesua densidade é menor que a densidade da água. No caso do balão, ocorrea mesma coisa. O ar no interior do balão é aquecido pela chama proveniente de um bico de gás. Ao ser
  • 19. aquecido, o gás se dilata, parte dele escapa e o restante que permanece dentro do balão tem sua densidadereduzida. Desta forma, como o ar no exterior do balão é mais denso que o ar em seu interior, o empuxo (segundo o Princípio de Arquimedes, a força que surge, de baixo para cima, sobretodo corpo imerso em um fluido em equilíbrio) que age sobre o balão é maior que a ação da forçapeso, fazendo com que ele suba (veja a figura). Caso o empuxo fossemenor que o peso do balão, o balão tenderia a descer. Isto podeser obtido, por exemplo, desligando-sea chama que aquece o gás interno do balão. (http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=8&idSu bSecao=&idTexto=37 ) Com base no texto e na compreensão da propriedadedensidade , por que um balão dessetipo não sobe até o topo da atmosfera? A) Porquea densidade de um gás após certa altitude não varia mais com a temperatura. B) Porqueo ar se torna cada vez menos denso à medida que se sobena atmosfera e quando o empuxo se torna igual ao peso do balão, ele deixa de subir. C) Porquedensidade de um gás após certa altitude não varia mais com a pressão. D) Porque o ar se torna cada vez mais denso à medida que se sobe na atmosfera e quando o empuxo se torna igual ao peso do balão, ele deixa de subir E) Porqueé impossívelaquecer o gás em uma altitude muito elevada, o que faz com que sua densidadefique constante. Gaba B. 03. A densidade (massa específica) do ar afeta o desempenho das aeronaves e suas várias características nas operações de decolagem e pouso como
  • 20. operações mais importantes. A densidadedo AR, no nível médio do mar, é de 0,0012250 g /cm³.= 1,2215 kg/m³. A camada de Ar que envolve a superfícieda terra apresenta-semais denso sobrea superfíciedo mar e nas condições padrão de 1 atmosfera a 15o C, considerados a 45o Latitude Norte. (http://www.segurancadevoo.com.br/show.php?not=164&titulo=8) A densidade do fluido em questão, A) diminui com o aumento da temperatura, por isso o ar frio é mais denso que o ar aquecido. B) aumenta com o aumento da pressão atmosférica, por isso o ar em elevadas altitudes possuimaior densidade do que aquele encontrado ao nível do mar. C) é maior quanto maior for o percentual de vapor d’água contido na amostra(umidade). D) será sempreigual a 1,2215 kg/m³, pois esta propriedadefísica independe da latitude, longitude e da altitude. E) dobra quando a temperatura passa de 20°C para 40°C, em uma mesma pressão. Gaba A 04. Um laboratório químico descartou umfrasco de éter, sem perceber que, em seu interior, havia ainda um resíduo de 7,4 g de éter, parte no estado líquido, parte no estado gasoso. Essefrasco, de0,8 L de volume, fechado hermeticamente, foi deixado sob o sol e, após um certo tempo, atingiu a temperatura de equilíbrio T = 37 ºC, valor acima da temperatura de ebulição do éter. Se todo o éter no estado líquido tivesse evaporado, a pressão dentro do frasco seria: Considereque no interior do frasco descartado havia apenas éter. Massa molar do éter = 74 g
  • 21. K = ºC + 273 R (constante universaldos gases) = 0,08 atm.L / (mol.K) a) 0,37 atm. b) 1,0 atm. c) 2,5 atm. d) 3,1 atm. e) 5,9 atm. Gaba D 05. Incêndio é uma ocorrência de fogo não controlado, potencialmente perigosa para os seres vivos. Para cada classede fogo existe pelo menos um tipo de extintor. Quando o fogo é gerado por líquidos inflamáveis como álcool, querosene, combustíveis e óleos, os extintores mais indicados são aqueles comcarga de pó químico ou gás carbônico. Considerando-sea massa molar do carbono = 12 g. 1 mol , a massa molar do oxigênio = 16 g. 1 mol e R = 0,082 atm.L. 1 mol .K–1, o volumemáximo, em litros, de gás liberado a 27ºCe 1 atm, por um extintor de gás carbônico de 8,8 kg de capacidade, é igual a: a) 442,8. b) 2 460,0. c) 4 477,2. d) 4 920,0. e) 5 400,0. Gaba D 06. Considere o enunciado a seguir e as três propostas para completá-lo.
  • 22. Em dada situação, substâncias gasosas encontram-se armazenadas, em idênticas condições de temperatura e pressão, em dois recipientes de mesmo volume, como representado a seguir. Gás carbônico (CO2) Gás nitrogênio (N2) + Gás oxigênio (O2) Recipiente 1 Recipiente 2 Nessa situação, os recipientes 1 e 2 contêm 1 - o mesmo número de moléculas. 2 - a mesma massa de substâncias gasosas. 3 - o mesmo número de átomos de oxigênio. Quais propostas estão corretas? a) Apenas 1. b) Apenas 2. c) Apenas 3. d) Apenas 2 e 3. e) 1, 2 e 3. Gaba A 07. 5. A pressão interna do pneu de um carro aumenta quando este é conduzido em uma rodovia por trajetórias longas. A razão disso é que o atrito aquece os pneus, e o volume permanece praticamente constante. Pressão inicial do pneu = P1 Pressão final do pneu = P2 Temperatura inicial do pneu = T1 Temperatura final do pneu = T2 Com base nessa ilustração e considerando o volume do pneu constante, a equação que permite calcular a pressão do pneu após longas trajetórias é a) P2 = P1(T1/T2) b) P2 = P1(T2/T1) c) P2 = nR(T1/T2) / V2 d) P2 = nR(T2/T1) / V2 gaba B 08.
  • 23. Um estudante de Química confinou uma amostra de gás em um recipiente com um pistão móvel, como o da ilustração: Em uma situação X, a temperatura do gás foi aumentada de 300 K para 500 K, enquanto a pressão foi mantida constante; na situação Y, a pressão externa sobre o pistão foi aumentada de 1 atm para 2 atm, enquanto a temperatura foi mantida constante. Se considerarmos h1 como sendo a altura do pistão após o processo, as situações X e Y são melhor representadas por a) b) c) d) gaba A 09. A oxigenoterapia, tratamento terapêutico com gás oxigênio, é indicada para pacientes que apresentam falta de oxigênio no sangue, tais como portadores de doenças pulmonares. O gás oxigênio usado nesse tratamento pode ser comercializado em cilindros a elevada pressão, nas condições mostradas na figura. No cilindro, está indicado que o conteúdo corresponde a um volume de 3 m3 de oxigênio nas condições ambientes de pressão e temperatura, que podem ser consideradas como sendo 1 atm e 300 K, respectivamente. Dado R = 0,082 atm.L.K-1.mol-1, a massa de oxigênio, em kg, armazenada no cilindro de gás representado na figura é, aproximadamente: a) 0,98.
  • 24. b) 1,56. c) 1,95. d) 2,92. e) 3,90. Gaba E 10. A velocidade com que um gás atravessa uma membrana é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar. Três bexigas idênticas, feitas com membrana permeável a gases, expostas ao ar e inicialmente vazias, foram preenchidas, cada uma, com um gás diferente. Os gases utilizados foram hélio, hidrogênio e metano, não necessariamente nesta ordem. As bexigas foram amarradas, com cordões idênticos, a um suporte. Decorrido algum tempo, observou-se que as bexigas estavam como na figura. Conclui-se que as bexigas A, B e C foram preenchidas, respectivamente, com a) hidrogênio, hélio e metano. b) hélio, metano e hidrogênio. c) metano, hidrogênio e hélio. d) hélio, hidrogênio e metano. e) metano, hélio e hidrogênio. Gaba E 11. Uma equipe tenta resgatar um barco naufragado que está a 90 m de profundidade. O porão do barco tem tamanho suficiente para que um balão seja inflado dentro dele, expulse parte da água e permita que o barco seja içado até uma profundidade de 10 m. O balão dispõe de uma válvula que libera o ar, à medida que o barco sobe, para manter seu volume inalterado. No início da operação, a 90 m de profundidade, são injetados 20.000 mols de ar no balão. Ao alcançar a profundidade de 10 m, a porcentagem do ar injetado que ainda permanece no balão é (Pressão na superfície do mar = 1 atm; No mar, a pressão da água aumenta de 1 atm a cada 10 m de profundidade. A pressão do ar no balão é sempre igual à pressão externa da água.) a) 20 % b) 30 % c) 50 % d) 80 % e) 90 %
  • 25. gaba A 12. A calibração dos pneus de um automóvel deve ser feita periodicamente. Sabe-se que o pneu deve ser calibrado a uma pressão de 30 lb/pol2 em um dia quente, a uma temperatura de 27 °C. Supondo que o volume e o número de mol injetados são os mesmos, qual será a pressão de calibração (em atm) nos dias mais frios, em que a temperatura atinge 12 °C? Dado: Considere 1 atm ≈ 15 lb/pol2. a) 1,90 atm. b) 2,11 atm. c) 4,50 atm. d) 0,89 atm. e) 14,3 atm. Gaba A