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  1. 1. Exercícios Resolvidos de Estudos dos Gases e Termodinâmica
  2. 2. Questão T. 154(UTFPR) Uma seringa de injeção tem seubico completamente vedado einicialmente contém o volume de 5,0 cm3de ar sob pressão de 0,90 . 105 PA.Suponha que a massa de ar se comportecomo um gás perfeito e sofra umatransformação isotérmica quando oêmbolo for puxado, aumentando ovolume interno para 20,0 cm3. Sendoassim, a pressão, em PA, será igual a:
  3. 3. Questão T.154a) 0,30 . 105b) 2,25 . 104c) 4,30 . 104d) 3,60 . 104e) 1,00 . 105
  4. 4. Resposta T. 154 Letra B 3 5Vi 5 cm Pi 0,9 10 Pa 3Vf 20 cm 5 4,5 10Pi Vi Pf V f Pf 20 5 40,9 10 5 Pf 20 Pf 2,25 10
  5. 5. Questão T.155(Uece) Considere o processo,experimentado por gásideal, mostrado na figura.
  6. 6. Questão T.155Seja Ta a temperatura absoluta do gás A e Tb atemperatura absoluta do gás no ponto B.Podemos afirmar corretamente, que Ta/ Tb é igual a: A) 4/3 B) 3/2 C)3/4 D)2/3
  7. 7. Resposta T. 155PiVi Pf V f Ti Tf8 2 6 4 Letra D TA TBTA 16TB 24TA 2TB 3
  8. 8. Questão T. 156( UFC-CE) Um gás ideal sofre o processo cíclicomostrado no diagrama p x T, conforme figura abaixo.O ciclo é composto pelos processos termodinâmicosa → b, b → c e c → a. Assinale entre as alternativas abaixo aquela que contém o diagrama p X V equivalente ao ciclo p x T.
  9. 9. Questão T. 156 .
  10. 10. Resposta T. 156 Letra B
  11. 11. Questão T.157T.157 (FMTM –MG) Ao nível do mar e sob temperatura de27 °C , 450 L de gás hélio, puro , preenchem o espaçointerno de um balão ( dado: 1 aTm = 105 Pa). Admitindo-seque a parede do balão não exerce pressão significativasobre o gás, ao se transportar o balão para um local emque ficará submetido á pressão de 39 kPa e á temperaturade – 13 °C, o volume de gás hélio armazenado no balãoserá em l, igual a:a) 1.000 b) 750 c) 555 d) 215 e) 130
  12. 12. Resposta T. 157Vi 450 l Vf ? 5 3Pi 10 Pa Pf 39 10 PaTi 27 273 Tf 13 273Ti 300 Tf 260
  13. 13. Resposta T. 157 8PiVi Pf V f 117 10 Vf 5 Ti Tf 117 10 5 3 39 10 V f Vf 100010 450 300 260 Letra A
  14. 14. Questão T. 158158. ( Fuvest-SP)Um equipamento possui um sistemaformado por um pistão, com massa de 10 kg, que semovimenta,sem atrito, em um cilindro de secçãotransversal S= 0,01 m2.Operando em uma região onde apressão atmosférica é de 10,0 X 104 Pa( sendo1 Pa =N/m2),o ar aprisionado no interior do cilindro mantém o pistão auma altura H= 18 cm. Quando esse sistema é levado aoperar em uma região onde a pressão atmosférica é de 8,0X 104 Pa, mantendo-se a mesma temperatura, a novaaltura H no interior do cilindro,em centímetros, passa a seraproximadamente de:
  15. 15. Questão T. 158 a)5,5 b) 14,7 c) 20 d) 22 e) 36( Dado: g = 10 m/s2)
  16. 16. Resposta T. 158PiVi Pf V f 5 410 (0,01 18) 8 10 (0,01 H ) 4 18 10 10H 4 8 10H 22,5 Letra D
  17. 17. Questão T.159( Fuvest- SP) O gasômetro G, utilizado para oarmazenamento de ar, é um recipiente cilíndrico,metálico, com paredes laterais de pequena espessura. Gé fechado na sua parte superior,aberto na inferior quepermanece imersa em água e pode se mover na direçãovertical. G contém ar, inicialmente à temperatura de 300ke o nível da água no seu interior se encontra 2,0 m abaixodo nível externo da água. Nessas condições, a tampa deG está 9,0 m acima do nível externo da água, comomostra a figura.
  18. 18. Questão T. 159Aquecendo-se o gás, o sistema se estabiliza numa novaalturade equilíbrio,com a tampa superior a uma altura H, emrelação ao nível externo da água, e com a temperaturado gás a 360 k. Supondo que o ar se comporte comogás ideal, a nova altura H será, aproximadamente, iguala:a) 8,8 mb) 9.0 mc) 10.8 md) 11,2 me) 13,2m
  19. 19. Resposta T. 159PiVi Pf V f Vf 1,2 Vi300 360 H A 1,2 11 APf V f 1,2 PiVi H 13,2 H 2 13,2 H 11,2 Letra D
  20. 20. Questão T .160(UEPB) Um freezer foi regulado para manter atemperatura interior igual a – 3.0 C. Quando atemperatura exterior vale 2,7 C e a pressão 1,0atm, uma pessoa fecha a porta do feezer liga-o.Após um certo tempo, ela tenta abri-lo,mas nãoconsegue com facilidade.Isso ocorre porque:
  21. 21. Questão T. 160a) a pressão no interior di freezer é maior que a pressão no exterior e vale 1.2 atm.b) a pressão no interior do freezer é igual à pressão no exterior e vale 1,0 atm.c) a pressão no interior do freezer é menor que a pressão no exterior e vale 0,5 atm.d) a pressão no interior do freezer é menor que a pressão no exterior e vale 0,9 atm.e) a pressão no interior do freezer é maior que a pressão no exterior e vale 1,5 atm.
  22. 22. Resposta T. 160Pi PfTi Tf Letra D 1 Pf300 270pf 0,9 atm
  23. 23. Questão T.161( unifesp)Um estudante contou ao seu professor deFísica que colocou uma garrafa PET vazia, fechada,no freezer de sua casa .Depois de algum tempo, abriuo freezer e verificou que a garrafa estavaamassada.Na primeira versão do estudante, o volumeteria se reduzido de apenas 10% do volume inicial;em uma segunda versão, a redução do volume teriasido bem maior, de 50%.Para avaliar a veracidadedessa história, o professor aplicou à situação descritaa Lei Geral dos Gases Perfeitos, fazendo asseguintes hipóteses, que admitiu verdadeiras:
  24. 24. Questão T. 161• a garrafa foi bem fechada, à temperatura ambientede 27 C, e não houve vazamento de ar;• a temperatura do freezer era de - 18 C;• houve tempo suficiente para o equilíbrio térmico;• a pressão interna do freezer tem de ser menor doque pressão ambiente (pressão atmosférica). Assim,o professor pôde concluir que o estudante:
  25. 25. Questão T.161a)Falou a verdade na primeira versão, pois só essa redução do volume é compatível com a condição de que a pressão interna do freezer seja menor do que a pressão ambienteb)Falou a verdade na segunda versão, pois só essa redução do volume é compatível com a condição de que a pressão interna do freezer seja menor do que a pressão ambiente.
  26. 26. Questão T.161c) Mentiu nas duas versões, pois ambas implicariam uma pressão interna do freezer maior do que a pressão ambiente.d) Mentiu nas duas versões,pois é impossível a diminuição do volume da garrafa, qualquer que seja a relação entre a pressão interna do freezer e a pressão ambiente.e) Mentiu nas duas versões,pois nessas condições a garra teria estufado ou até mesmo explodido,tendo em vista que a pressão interna do freezer é muito menor do que a pressão ambiente
  27. 27. Resposta T. 161PiVi Pf V f300 255Pf V f 0,85 PiVi Letra A
  28. 28. Questão T.162( Ufac )Tem-se 6,4. 10-2 kg de gás oxigênio ( O2),cuja massa molar é de 32 g/ mol, considerando comoideal, num volume de 10 litros, à temperatura de 27 C (dado: constante universal dos gases perfeitos=0,08 atm. L /mol.K). A pressão exercida pelo gás é:a) 0,48 atmb) 0,50 atmc) 50 atmd) 4,8 atme) 48 atm
  29. 29. Resposta T. 162 6,4 101 mol 32 g n 32n 6,4 10 g n 2 mol Pv n R TLetra: D P 10 2 0,08 300 48 P 4,8 atm 10
  30. 30. Questão T. 163( PUC- SP) Uma câmara de volume constante contémum mol de gás ideal a uma pressão de 0,50 atm. Se atemperatura da câmara for mantida constante e maisdois mols do mesmo gás forem nela injetados, suapressão final será:a) 1,50 atmb) 1,00 atmc) 0,50 atmd) 1,75 atme) 0,75 atm
  31. 31. Resposta T. 163 P v 3 RT P v 3 RT P 3 0,5Pv n R T P 1,5 atm0,5 v 1 R T v 1 RT 0,5RT 0,5 v Letra A
  32. 32. Questão T.164 (Mackenzie-SP)Durante certo experimento emlaboratório, utilizou-se um aquecedor de potênciaconstante e igual a 1.000 W, durante 14 minutos.Verificou-se em seguida que, com a quantidade deenergia térmica dissipada nesse tempo, se podeproporcionar o mesmo aumento de temperatura, tanto aum volume de 20,0 litros de água líquida pura, como auma massa de gás carbônico ( CO2) igual a 22,0 mg,inicialmente à temperatura de 27 c Sabe-se que amassa de 1 mol de CO2 é 44 g(dados: R= 8,2 . 10-2 atm litrosssssssssss ; Cágua =4,2 joules/g. C; dágua = 1,0. 103 mol kelvin
  33. 33. Questão T.164Mantendo-se constante o volume do gás, que é de1,0. 102 litro, sua pressão final seráaproximadamente:a) 0,150 atm d) 1,57 atmb) 1,27 atm e) 3,00 atmc) 1,50 atm
  34. 34. Resposta T. 164 320 l de água 20 10 g de água QQ mc T P T 4 QQ 2 10 4,2 T 1000 14 60 4 4 484 10 8,4 10 T Q 84 10 J 84 T 10 c 8,4
  35. 35. Resposta T. 164 Letra B Pv n R TTi 27 C 300K P 10 2 5 10 4 0,082 300Tf 37 C 310K 123 10 4 P 10 2 21mol 44 g Pi 123 10 3 22 10 3 Pi Pf 22 10 Ti Tf 44 3 1,23 Pf 0,5 10 300 310 4 5 10 p f 1,27
  36. 36. Questão T. 165(Fuvest- SP) Uma equipe tenta resgatar um barconaufragado que está a90m de profundidade.O porãodo barco tem tamanho suficiente para que um balãoseja inflado dentro dele, expulse parte da água epermita que o barco seja içado até uma profundidadede 10 m. O balão dispõe de uma válvula que libera oar , à medida que o barco sobe, para manter seuvolume inalterado. No início da operação, a 90m deprofundidade, são injetados 20.000 mols de ar nobalão. Sabe-se que a pressão na superfície do mar éde 1 atm e que no mar, a pressão aumenta de 1 atma cada 1de profundidade.
  37. 37. Questão T.165Além disso, a pressão do ar no balão é sempre igualà pressão externa da água. Ao alcançar aprofundidade de 10m; a porcentagem do ar injetadoque ainda permanece no balão é:a) 20%b) 30%c) 50%d) 80%e) 90%
  38. 38. Resposta T. 165P90 10 atm Letra AP10 2 atm Diminui 80% Permaneceu 20%
  39. 39. Questão T. 166(Fuvest- SP) Um extintor de incêndio cilíndrico,contendo CO2, possui um medidor de pressão internaque, inicialmente, indica 200atm( dado: 1atm=105N/m2). Com o tempo, parte do gás escapa, o extintorperde pressão e precisa ser recarregado. Considereque a temperatura permanece constante e o CO2,nessas condições, comporta-se como gás perfeito.Quando a pressão interna for igual a 160 atm, aporcentagem da massa inicial de gás que teráescapado corresponderá a:a) 10% b) 20% c) 40% d) 60% e)75%
  40. 40. Resposta T. 166Pi 200 atm Letra BPf 160 atm160 0,8 80% ficou200escapou 20%
  41. 41. Questão T. 167( ITA –SP)Um recipiente continha inicialmente 10,0Kg de gás sob pressão de 10 . 106 N/m2. Umaquantidade m de gás saiu do recipiente sem que atemperatura variasse.Determine m, sabendo apressão caiu para 2,5 . 106 N/ m2.a) 2,5 Kgb) 5,0 Kgc) 7,5 Kgd) 4,0 Kge) Nenhuma das anteriores
  42. 42. Resposta T. 167 6Pi 10 10 6Pf 2,5 10 62,5 10 Letra C 6 0,2510 1025% ficousaiu 75%7,5 Kg
  43. 43. Questão T. 168(Fuvest –SP)Um cilindro contém uma certa massa mode um gás a To = 7 C (ou 280K) e pressão po. Elepossui uma válvula de segurança que impede apressão interna de alcançar valores superiores a po.Se essa pressão ultrapassar po, parte do gás éliberada para o ambiente. Ao ser aquecido até T= 7 c(ou 350 K), a válvula do cilindro libera parte do gás,mantendo a pressão interna no valor po.
  44. 44. Questão T. 168No final do aquecimento, a massa de gás quepermanece no cilindro é, aproximadamente, de:a)1,0 m0b)0,8m0c)0,7m0d)0,5moe)0,1mo
  45. 45. Resposta T. 168 P V n R 350P V n RT P VP.V n R 280 350 n RP V 280 m 280n 350n R 280 n n Letra B 350 n 0,8n
  46. 46. Questão T. 169(UFMS) Lord Kelvin ( 1824- 1907) estabeleceu umarelação entre a energia de agitação das moléculasde um sistema e sua temperatura. Considere umrecipiente com gás,fechado e cuja variação devolume seja desprezível.Pode-se, então, afirmarcorretamente que:1) A energia cinética das moléculas do gás não depende de sua temperatura.2) Quando a temperatura das moléculas for de 32 F, não haverá agitação térmica das molécula do gás
  47. 47. Questão T. 16904) O estado de agitação das moléculas do gás é omesmo para as temperaturas de 100 c e 100 k.08) Quando a temperatura das moléculas for ozero absoluto, a agitação térmica das moléculasdeve cessar16) A uma temperatura de 0 c, a energia cinéticadas moléculas do gás é nula.Dê como resposta a soma dos números queprecedem as afirmações corretas.
  48. 48. Resposta T. 169Total da Soma é 8
  49. 49. Questão T. 170(UEPB) No estudo dos gases criou-se um modeloteórico, denominado gás perfeito ou ideal. Várioscientistas contribuíram para este estudo, dentre elesBoyle( 1627-1691, Mariotte ( 1920-1684), Gay-Lussac(1778- 1850) e Charles( 1746-1823). Assituações descritas a seguir referem-se a algunsfenômenos e teorias existentes acerca do gás ideal.•Situação l – Ao introduzir ar num pneu vazio, oschoques das moléculas dos gases que compõe o arcom as paredes internas existentes do pneu fazemcom que ele se encha
  50. 50. Questão T. 170(UEPB) No estudo dos gases criou-se um modeloteórico, denominado gás perfeito ou ideal. Várioscientistas contribuíram para este estudo, dentre elesBoyle( 1627-1691, Mariotte ( 1920-1684), Gay-Lussac(1778- 1850) e Charles( 1746-1823). Assituações descritas a seguir referem-se a algunsfenômenos e teorias existentes acerca do gás ideal.•Situação l – Ao introduzir ar num pneu vazio, oschoques das moléculas dos gases que compõe o arcom as paredes internas existentes do pneu fazemcom que ele se encha.
  51. 51. Questão T. 170•Situação ll – Dentro de um botijão de existe um adeterminada massa se gás a 300 K e sob pressãode 6 atm. Sendo o seu volume invariável, ao esfriá-lo até 200K, sua pressão passa a ser de 3 atm.•Situação lll – Ao emborcar uma lata vazia derefrigerante, depois de aquecida, num recipientecom água fria, ela é amassada pela pressãoatmosférica , devido ao aumento de pressão emseu interior, resultado do resfriamento do arrarefeito que foi aprisionado.
  52. 52. Questão T. 170Para as situações supracitadas, é ( são)verdadeiras (s):a) Somente ll e lll.b) Somente l e ll.c) Somente l.d) Somente l elll.e) l, ll e lll
  53. 53. Resposta T. 170 Pi Pf 6 Pfsituação II Ti Tc 300 200Pf 4 atm Letra C
  54. 54. Questão T. 171( Acafe- SC) Considere P a pressão e V o volume eN o número de moléculas de um certo gás ideal, aenergia cinética média por molécula desse gáspode ser escrita: Np 2 pV 2pN 2pN 3pV a) b) c) d) e) 2V 3N 2V 3V 2N
  55. 55. Resposta T. 171 Npa) 2V 2 pVb) 3N 2pNc) 2V 2pNd) 3V 3pVe) 2N
  56. 56. Questão T.172(Fesp - PE) Numa primeira experiência, expande-se o gás contido em um recipiente, de modo aduplicar o volume,enquanto a pressão permanececonstante. Numa segunda experiência, a partir dasmesmas condições inicias, duplica-se a pressãosobre o gás, enquanto o volume permanececonstante. A respeito da energia cinética dasmoléculas do gás, pode-se afirmar que:
  57. 57. Questão T.172a) duplicou nas duas experiências.b) duplicou na 1ª experiência e reduziu-se à metade na segunda.c) duplicou na 2ª experiência e reduziu-se à metade na primeira.d) permaneceu constante nas duas experiências.e) em ambas as experiências foi multiplicada pela raiz de 2
  58. 58. Resposta T. 172 Vi Vf Vi 2Vi1ª Tf 2Ti Ti Tf Ti Tf Pi Pf Pi 2 Pi2ª Tf 2Ti Ti Tf Ti Tf Letra A
  59. 59. Questão T.173(UFU-MG) Considere uma amostra de hidrogênioe outra de oxigênio, ambas a uma mesmatemperatura.Sabe-se que a massa molecular dohidrogênio é 3,3 . 10-27 Kg e a do oxigênio é 53 .10 -27 Kg. Podemos afirmar que:a) Se duplicarmos a temperatura absoluta das amostras , os valores das energias cinéticas médias das moléculas não se alteram.b) A energia cinética das moléculas de hidrogênio é menor que a energia cinética das moléculas de oxigênio.
  60. 60. Questão T.173c) A velocidade média das moléculas de oxigênio émaior que a velocidade média das moléculas dehidrogênio.d) A energia cinética das moléculas de hidrogênionão se anula no zero absoluto.e) A energia cinética das moléculas de oxigênio seanula no zero absoluto .
  61. 61. Resposta T. 173e) A energia cinética das moléculas de oxigênio seanula no zero absoluto .
  62. 62. Questão T.174(Uece) Um recipiente contém uma mistura gasosa, emequilíbrio termodinâmico, constituída de H2, Co2,NH3, eN2, a baixa pressão e a temperaturaambiente, comportando-se como gás ideal. Dentre asmoléculas do interior deste recipiente as que têm maiorvelocidade são as de: a)H2 b) CO2 NH3 d) N2
  63. 63. Resposta T. 174a) H2b) CO2c) NH3d) N2

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