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Simulado Gases Perfeitos

1) A temperatura de uma certa quantidade de gás ideal, à pressão de 1,0 atm, cai de 400 K para 320 K. Se o volume permaneceu constante, a nova pressão é de:
Resposta:
Transformação isocorica é aquela em que o volume (V )do gás se mantém constante, quando alteramos a temperatura, altera-se também a pressão do gás, de maneira que duas variáveis se modificam. 

Os valores para a pressão e temperatura absoluta relacionam-se pela seguinte fórmula: 

p1 = p2 

T1 T2 

Podemos chegar assim na lei de Gay Lussac e Charles para a transformação isocórica: "Nos processos isocóricos de uma dada massa de um gás ideal, a pressão p e a temperatura absoluta T são diretamente proporcionais". 
p1/t1=p2/t2 
1/400=p2/320 
p2=320/400 
p2=0.8 atm

2) (Mackenzie-SP) Um gás perfeito tem volume de 300 cm³ a certa pressão e temperatura. Duplicando simultaneamente a pressão e a temperatura absoluta do gás, o seu volume é de:
Resposta:
para os gases ideais vale a equação PV/T = P'V'/T' 

""duplicando simultaneamente a pressao e a temperatura absoluta do gás...."" 
P' = 2P ...e....T'= 2T ...substituindo ... 

PV/T = 2PV'/2T ....simplificando ... 

V = V' 

seu volume permanecerá o mesmo : 300 cm 

3) (PUC-SP) Determinada massa de gás perfeito sofre uma transformação isométrica. A pressão inicial vale 4,0 atm e a temperatura inicial é de 47 °C. Se a temperatura final é de 127 °C, qual é o valor da pressão final?

Resposta:

Lei de Charles: p

T = p T

(47 + 273) = p (127 + 273) p = 5,0 atm

Resposta: 5,0 atm

4) (Fuvest-SP) Um congelador doméstico (freezer) está regulado para manter a temperatura de seu interior a –18 °C. Sendo a temperatura ambiente igual a 27 °C (ou seja, 300 K), o congelador é aberto e, pouco depois, fechado novamente. Suponha que o freezer tenha boa vedação e que tenha ficado aberto o tempo necessário para o ar em seu interior ser trocado por ar ambiente. Quando a temperatura do ar no freezer voltar a atingir –18 °C, a pressão em seu interior será: 

a) cerca de 150% da pressão atmosférica. b) cerca de 118% da pressão atmosférica. c) igual à pressão atmosférica. d) cerca de 85% da pressão atmosférica. e) cerca de 67% da pressão atmosférica.

Resposta:

Lei de Charles: p

T = p

T ⇒ p(27 + 273)

= p (–18 + 273) p = 0,85 p A pressão no interior do freezer é 85% da pressão atmosférica.

5) (Fuvest-SP) O cilindro da figura a seguir é fechado por um êmbolo que pode deslizar sem atrito e está preenchido por certa quantidade de gás que pode ser considerado como ideal. À temperatura de 30 °C, a altura h na qual o êmbolo se encontra em equilíbrio vale 20 cm (ver figura; h se refere à superfície inferior do êmbolo). Se mantidas as demais características do sistema e a temperatura passar a ser 60 °C, o valor de h variará em aproximadamente:

Resposta:

a) 5%. d) 50%. b) 10%. e) 100% c) 20%.

Resolução: Lei de Charles e Gay-Lussac:

⇒ A h(30 + 273) = A h(60 + 273)

20303 = h333 ⇒ h = 21,98 cm 2 cm

Vemos que h é, aproximadamente, 10% maior do que h .

6)  (PUC-SP) Um certo gás, cuja massa vale 140 g, ocupa um volume de 41 litros, sob pressão de 2,9 atmosferas à temperatura de 17 °C. O número de Avogadro vale 6,02 · 10 e a constante universal dos gases perfeitos é R = 0,082 atm L/mol K. Nessas condições, qual o número de moléculas contidas no gás?

Resposta:

1 mol

→ 6,02 · 10 moléculas

Resolução: Equação de Clapeyron: p V = n R T 2,9 · 41 = n · 0,082 · (17 + 273) n = 5 mols Portanto: 5 mols → x x = 3,0 · 10 moléculas

Resposta: 3,0 · 10 moléculas

7) (Mack-SP) Num recipiente fechado e indeformável, temos 1 mol de oxigênio (M = 16 g) sob determinadas condições de temperatura e pressão. Introduzindo-se mais 80 g de oxigênio nesse recipiente e mantendo-se constante a temperatura, o que ocorre com a pressão do gás?

Resolução: Equação de Clapeyron:

p V = mM R T

No início:

V = 1 · R T ⇒ p = R T

Após a introdução de 80 g de oxigênio:

p V = 1 + 8016 R T p = 6 R TV ⇒p = 6 p

Resposta: Aumenta 5 vezes.

8) (Mack-SP) Um estudante teve a curiosidade de saber qual é a massa de oxigênio puro e qual é o número de átomos existente em um recipiente de 2,46 litros, quando submetido à pressão de 1,0 atm e à temperatura de 27 °C. Para tanto, solicitou sugestões ao seu professor de Física, que lhe deu algumas aulas sobre comportamento térmico dos gases e estas informações: esse gás é diatômico e a notação química do átomo de oxigênio é O. Além disso, o professor lhe forneceu os valores de algumas constantes, que estão indicadas no quadro abaixo.

Resposta:

Número de Avogadro = 6,02 · 10

Constante universal dos gases perfeitos = 8,2 · 10 atm litro mol kelvin

Se o estudante efetuou todas as operações corretamente, encontrou: a) 3,2 g e 6,02 · 10 átomos. b) 3,2 g e 3,01 · 10 átomos. c) 3,2 g e 12,04 · 10 átomos. d) 1,6 g e 6,02 · 10 átomos. e) 1,6 g e 3,01 · 10 átomos.

Resolução: 1. Usando a Equação de Clapeyron, vem:

p V = mM R T

1,0 · 2,46 = m32 · 8,2 · 10 · 300 ⇒m = 3,2 g

9) (Mack-SP) Certa massa de gás perfeito sofre uma transformação de maneira que seu volume aumenta de 20% e sua temperatura absoluta diminui de 40%. Terminada essa transformação, a pressão do gás será: 

a) 50% maior que a inicial. 

b) 50% menor que a inicial. 

c) 30% maior que a inicial.

d) 30% menor que a inicial. 

e) igual à inicial. 

Resolução: Lei geral dos Gases:

0,6 T p = 0,50 p A pressão final é 50% menor que a pressão inicial.

Resposta: b

10) Fuvest-SP) Um equipamento possui um sistema formado por um pistão, com massa de 10 kg, que se movimenta, sem atrito, em um cilindro de secção transversal S = 0,01 m.

Operando em uma região onde a pressão atmosférica é de 10,0 · 10 Pa (1 Pa = 1 N/m), o ar aprisionado no interior do cilindro mantém o pistão a uma altura H = 18 cm. Quando esse sistema é levado a operar em uma região onde a pressão atmosférica é de 8,0 · 10 Pa, mantendo-se a mesma temperatura, a nova altura H no interior do cilindro passa a ser aproximadamente de: 

Resolução:

p = p + p m g

A pressão do pistão é dada por p = m g

Daí, p = p + m g

Lei de Boyle: pV = p V p + m gS

S H = p’ + m gS S H’

10,0 · 10 + 1000,01 18 = 8,0 · 10 + 1000,01

1,0 · 10 · 18 = 9,0 · 10 H’ ⇒H’ = 2 cm