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  • 1. Exercícios Resolvidos de Estudos dos Gases e Termodinâmica
  • 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. Questão T.154a) 0,30 . 105b) 2,25 . 104c) 4,30 . 104d) 3,60 . 104e) 1,00 . 105
  • 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. Questão T.155(Uece) Considere o processo,experimentado por gásideal, mostrado na figura.
  • 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. Resposta T. 155PiVi Pf V f Ti Tf8 2 6 4 Letra D TA TBTA 16TB 24TA 2TB 3
  • 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. Questão T. 156 .
  • 10. Resposta T. 156 Letra B
  • 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. Resposta T. 157Vi 450 l Vf ? 5 3Pi 10 Pa Pf 39 10 PaTi 27 273 Tf 13 273Ti 300 Tf 260
  • 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. 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. Questão T. 158 a)5,5 b) 14,7 c) 20 d) 22 e) 36( Dado: g = 10 m/s2)
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. Resposta T. 160Pi PfTi Tf Letra D 1 Pf300 270pf 0,9 atm
  • 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. 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. 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. 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. Resposta T. 161PiVi Pf V f300 255Pf V f 0,85 PiVi Letra A
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Resposta T. 165P90 10 atm Letra AP10 2 atm Diminui 80% Permaneceu 20%
  • 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. Resposta T. 166Pi 200 atm Letra BPf 160 atm160 0,8 80% ficou200escapou 20%
  • 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Resposta T. 169Total da Soma é 8
  • 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. 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. 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. 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. Resposta T. 170 Pi Pf 6 Pfsituação II Ti Tc 300 200Pf 4 atm Letra C
  • 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. Resposta T. 171 Npa) 2V 2 pVb) 3N 2pNc) 2V 2pNd) 3V 3pVe) 2N
  • 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. 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. 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. 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. 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. Resposta T. 173e) A energia cinética das moléculas de oxigênio seanula no zero absoluto .
  • 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. Resposta T. 174a) H2b) CO2c) NH3d) N2