Ext H 19 1 Lista 2 Gases Ideais (1)

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em 15/03/2023

Questões resolvidas

Um recipiente, feito de um material isolante térmico, consiste de duas partições iguais separadas por uma divisória D (ver figura). No lado direito do recipiente, faz-se vácuo e, na partição da esquerda, se introduz um mol de um gás ideal. Quando a divisória é removida, o gás se expande livremente (isto é, sem realizar trabalho) e atinge um novo estado de equilíbrio termodinâmico.
Determine a razão ( )antes/ depoisp p entre as pressões antes e depois da remoção da divisória.

No alto de uma montanha a 8 ºC, um cilindro munido de um êmbolo móvel de peso desprezível possui 1 litro de ar no seu interior. Ao levá-lo ao pé da montanha, cuja pressão é de 1 atmosfera, o volume do cilindro se reduz a 900 cm3 e sua temperatura se eleva em 6 ºC.
A pressão no alto da montanha é aproximadamente, em atm, de
A 0,66
B 0,77
C 0,88
D 0,99
E 1,08

Um gás ideal possui, inicialmente, volume V0 e encontra-se sob uma pressão p0. O gás passa por uma transformação isotérmica, ao final da qual o seu volume torna-se igual a V0/2. Em seguida, o gás passa por uma transformação isobárica, após a qual seu volume é 2V0. Denotando a temperatura absoluta inicial do gás por T0, a sua temperatura absoluta ao final das duas transformações é igual a:
a) T0/4
b) T0/2
c) T0
d) 2T0
e) 4T0

Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal comprimido em seu interior por um pistão móvel, de massa desprezível e sem atrito. O pistão repousa a uma altura h0 = 1,0 m. A base do cilindro está em contato com um forno, de forma que a temperatura do gás permanece constante. Bolinhas de chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo atinja a altura h = 80 cm. Determine a massa de chumbo, em kg, que foi depositado sobre o pistão. Considere a pressão atmosférica igual a 1 atm.

Um motorista calibra os pneus de seu carro com uma pressão de 230 libras pol a uma temperatura de 27 C.° Após uma viagem, a temperatura deles subiu para 47 C.° Desprezando-se a variação de volume dos pneus e sabendo-se que 10% da massa de ar contida em um dos pneus escapou pela válvula durante a viagem.
A pressão do ar neste pneu, ao término desta viagem, em 2libras pol, é de aproximadamente
a) 25
b) 26
c) 29
d) 32

Uma câmara de gás contem uma massa m de ????????2, sujeita à pressão p. Mantendo constante a temperatura e duplicando a massa de oxigênio, seu volume aumenta 25%.
Portanto, a pressão:
a) Aumenta 60%
b) Aumenta 25%
c) Diminui 25%
d) Aumenta 75%
e) Diminui 75%

Um cilindro de capacidade igual a 60 litros está cheio de oxigênio sob pressão de 9,2 atm à temperatura de 27°C. Abre-se a válvula.
Qual a massa de gás que escapa? Admite-se que a temperatura permanece constante e a pressão externa seja normal.
Para o oxigênio M = 32 g;
R = 0,082 atm ·L /(mol · K).
R = 8,3 J/(mol . K)
a) 680 g
b) 560 g
c) 240 g
d) 640 g
e) 420 g

Uma lata de refrigerante contém certa quantidade de açúcar, no caso de um refrigerante comum, ou de adoçante, no caso de um refrigerante dietético.
a) Considere uma lata de refrigerante comum contendo 302 ml de água e 40 g de açúcar, e outra de refrigerante dietético, contendo 328 ml de água e uma massa desprezível de adoçante. Mostre qual das duas latas deveria boiar em um recipiente com água, cuja densidade é dA = 1,0 g/cm3. A massa da lata de refrigerante vazia é igual a 15,0 g e seu volume total é de 350 ml. Neste item, despreze o volume ocupado pelo material da lata e a massa de gás carbônico no seu interior.

Suponha, agora, uma outra situação na qual o gás carbônico ocupa certo volume na parte superior da lata, a uma pressão P = 3,0 × 105 N/m2 para uma temperatura T = 300 K. A massa molar do gás carbônico vale 44 g/mol e, assumindo que o mesmo se comporte como um gás ideal, calcule a densidade de gás carbônico na parte superior da lata.
A lei dos gases ideais é dada por PV = nRT, onde R = 8,3 J/mol . K e n é o número de moles do gás.

Dois gases ideais A e B encontram-se em recipientes separados. O gás A possui volume VA = 10 L e está submetido à pressão pA = 5 atm. O gás B possui volume VB = 5 L e está submetido à pressão pB = 3 atm. As temperaturas respectivas são tA = 27 ºC e tB = 177 ºC. Os gases são misturados em um mesmo recipiente de volume V = 10 L, a uma temperatura t = 127 °C. A pressão, em atm, que esta mistura exercerá nas paredes do recipiente é:
A) 2
B) 5
C) 8
D) 10

Um balão de ar quente é constituído de um envelope (parte inflável), cesta para três passageiros, queimador e tanque de gás. A massa total do balão, com três passageiros e com o envelope vazio, é de 400 kg. O envelope totalmente inflado tem um volume de 1500 m3.
a) Que massa de ar M1 caberia no interior do envelope, se totalmente inflado, com pressão igual a pressão atmosférica local (Patm) e temperatura T = 27 °C? b) Qual a massa total de ar M2, no interior do envelope, após este ser totalmente inflado com ar quente a uma temperatura de 127 °C e pressão Patm?
NOTE E ADOTE:
Densidade do ar a 27°C e à pressão atmosférica local = 1,2 kg/m3.
Aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2.
Considere todas as operações realizadas ao nível do mar.
Despreze o empuxo acarretado pelas partes sólidas do balão.
T (K) = T (°C) + 273

Conforme mostra a figura abaixo, dois recipientes, A e B, termicamente isolados, de volumes iguais, estão ligados por um tubo delgado que pode conduzir gases, mas não transfere calor. Inicialmente, os recipientes são ocupados por uma amostra de um certo gás ideal na temperatura 0T e na pressão 0P.
Considere que a temperatura no recipiente A é triplicada, enquanto a do recipiente B se mantém constante. A razão entre a pressão final nos dois recipientes e a pressão inicial, 0P P, é
a) 3 2
b) 2 3
c) 1
d) 1 2
e) 1 3

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Questões resolvidas

Um recipiente, feito de um material isolante térmico, consiste de duas partições iguais separadas por uma divisória D (ver figura). No lado direito do recipiente, faz-se vácuo e, na partição da esquerda, se introduz um mol de um gás ideal. Quando a divisória é removida, o gás se expande livremente (isto é, sem realizar trabalho) e atinge um novo estado de equilíbrio termodinâmico.
Determine a razão ( )antes/ depoisp p entre as pressões antes e depois da remoção da divisória.

No alto de uma montanha a 8 ºC, um cilindro munido de um êmbolo móvel de peso desprezível possui 1 litro de ar no seu interior. Ao levá-lo ao pé da montanha, cuja pressão é de 1 atmosfera, o volume do cilindro se reduz a 900 cm3 e sua temperatura se eleva em 6 ºC.
A pressão no alto da montanha é aproximadamente, em atm, de
A 0,66
B 0,77
C 0,88
D 0,99
E 1,08

Um gás ideal possui, inicialmente, volume V0 e encontra-se sob uma pressão p0. O gás passa por uma transformação isotérmica, ao final da qual o seu volume torna-se igual a V0/2. Em seguida, o gás passa por uma transformação isobárica, após a qual seu volume é 2V0. Denotando a temperatura absoluta inicial do gás por T0, a sua temperatura absoluta ao final das duas transformações é igual a:
a) T0/4
b) T0/2
c) T0
d) 2T0
e) 4T0

Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal comprimido em seu interior por um pistão móvel, de massa desprezível e sem atrito. O pistão repousa a uma altura h0 = 1,0 m. A base do cilindro está em contato com um forno, de forma que a temperatura do gás permanece constante. Bolinhas de chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o mesmo atinja a altura h = 80 cm. Determine a massa de chumbo, em kg, que foi depositado sobre o pistão. Considere a pressão atmosférica igual a 1 atm.

Um motorista calibra os pneus de seu carro com uma pressão de 230 libras pol a uma temperatura de 27 C.° Após uma viagem, a temperatura deles subiu para 47 C.° Desprezando-se a variação de volume dos pneus e sabendo-se que 10% da massa de ar contida em um dos pneus escapou pela válvula durante a viagem.
A pressão do ar neste pneu, ao término desta viagem, em 2libras pol, é de aproximadamente
a) 25
b) 26
c) 29
d) 32

Uma câmara de gás contem uma massa m de ????????2, sujeita à pressão p. Mantendo constante a temperatura e duplicando a massa de oxigênio, seu volume aumenta 25%.
Portanto, a pressão:
a) Aumenta 60%
b) Aumenta 25%
c) Diminui 25%
d) Aumenta 75%
e) Diminui 75%

Um cilindro de capacidade igual a 60 litros está cheio de oxigênio sob pressão de 9,2 atm à temperatura de 27°C. Abre-se a válvula.
Qual a massa de gás que escapa? Admite-se que a temperatura permanece constante e a pressão externa seja normal.
Para o oxigênio M = 32 g;
R = 0,082 atm ·L /(mol · K).
R = 8,3 J/(mol . K)
a) 680 g
b) 560 g
c) 240 g
d) 640 g
e) 420 g

Uma lata de refrigerante contém certa quantidade de açúcar, no caso de um refrigerante comum, ou de adoçante, no caso de um refrigerante dietético.
a) Considere uma lata de refrigerante comum contendo 302 ml de água e 40 g de açúcar, e outra de refrigerante dietético, contendo 328 ml de água e uma massa desprezível de adoçante. Mostre qual das duas latas deveria boiar em um recipiente com água, cuja densidade é dA = 1,0 g/cm3. A massa da lata de refrigerante vazia é igual a 15,0 g e seu volume total é de 350 ml. Neste item, despreze o volume ocupado pelo material da lata e a massa de gás carbônico no seu interior.

Suponha, agora, uma outra situação na qual o gás carbônico ocupa certo volume na parte superior da lata, a uma pressão P = 3,0 × 105 N/m2 para uma temperatura T = 300 K. A massa molar do gás carbônico vale 44 g/mol e, assumindo que o mesmo se comporte como um gás ideal, calcule a densidade de gás carbônico na parte superior da lata.
A lei dos gases ideais é dada por PV = nRT, onde R = 8,3 J/mol . K e n é o número de moles do gás.

Dois gases ideais A e B encontram-se em recipientes separados. O gás A possui volume VA = 10 L e está submetido à pressão pA = 5 atm. O gás B possui volume VB = 5 L e está submetido à pressão pB = 3 atm. As temperaturas respectivas são tA = 27 ºC e tB = 177 ºC. Os gases são misturados em um mesmo recipiente de volume V = 10 L, a uma temperatura t = 127 °C. A pressão, em atm, que esta mistura exercerá nas paredes do recipiente é:
A) 2
B) 5
C) 8
D) 10

Um balão de ar quente é constituído de um envelope (parte inflável), cesta para três passageiros, queimador e tanque de gás. A massa total do balão, com três passageiros e com o envelope vazio, é de 400 kg. O envelope totalmente inflado tem um volume de 1500 m3.
a) Que massa de ar M1 caberia no interior do envelope, se totalmente inflado, com pressão igual a pressão atmosférica local (Patm) e temperatura T = 27 °C? b) Qual a massa total de ar M2, no interior do envelope, após este ser totalmente inflado com ar quente a uma temperatura de 127 °C e pressão Patm?
NOTE E ADOTE:
Densidade do ar a 27°C e à pressão atmosférica local = 1,2 kg/m3.
Aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2.
Considere todas as operações realizadas ao nível do mar.
Despreze o empuxo acarretado pelas partes sólidas do balão.
T (K) = T (°C) + 273

Conforme mostra a figura abaixo, dois recipientes, A e B, termicamente isolados, de volumes iguais, estão ligados por um tubo delgado que pode conduzir gases, mas não transfere calor. Inicialmente, os recipientes são ocupados por uma amostra de um certo gás ideal na temperatura 0T e na pressão 0P.
Considere que a temperatura no recipiente A é triplicada, enquanto a do recipiente B se mantém constante. A razão entre a pressão final nos dois recipientes e a pressão inicial, 0P P, é
a) 3 2
b) 2 3
c) 1
d) 1 2
e) 1 3

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Extensivo de Física Ext H 19.1 TERMOLOGIA 
Lista 2 
Gases Ideais 
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/profpinguim 
1. (Ufpe) Um recipiente, feito de um material isolante térmico, 
consiste de duas partições iguais separadas por uma divisória D 
(ver figura). No lado direito do recipiente, faz-se vácuo e, na 
partição da esquerda, se introduz um mol de um gás ideal. 
Quando a divisória é removida, o gás se expande livremente 
(isto é, sem realizar trabalho) e atinge um novo estado de 
equilíbrio termodinâmico. 
Determine a razão ( )antes/ depoisp p entre as pressões antes e 
depois da remoção da divisória. 
 
 
 
 
 
 
 
2. (Ifsp) No alto de uma montanha a 8 ºC, um cilindro munido 
de um êmbolo móvel de peso desprezível possui 1 litro de ar no 
seu interior. Ao levá-lo ao pé da montanha, cuja pressão é de 1 
atmosfera, o volume do cilindro se reduz a 900 cm3 e sua 
temperatura se eleva em 6 ºC. A pressão no alto da montanha é 
aproximadamente, em atm, de 
a) 0,66. 
b) 0,77. 
c) 0,88. 
d) 0,99. 
e) 1,08. 
 
 
 
 
3. (Ufal) Um gás ideal possui, inicialmente, volume V0 e 
encontra-se sob uma pressão p0. O gás passa por uma 
transformação isotérmica, ao final da qual o seu volume torna-
se igual a V0/2. Em seguida, o gás passa por uma transformação 
isobárica, após a qual seu volume é 2V0. Denotando a 
temperatura absoluta inicial do gás por T0, a sua temperatura 
absoluta ao final das duas transformações é igual a: 
a) T0/4 
b) T0/2 
c) T0 
d) 2T0 
e) 4T0 
 
 
 
 
 
4. Seja um mol de um gás ideal em um estado A a uma 
temperatura TA= 400 K e à pressão atmosférica po = 3 atm. Esse 
gás passa por uma expansão isobárica até dobrar seu volume e 
chegar ao estado B. Em seguida, esse gás passa por uma 
compressão isotérmica até voltar a seu volume original no 
estado C. 
a) Determine a temperatura do estado B 
b) Qual a pressão ao final dos dois processos? 
c) Represente as duas transformações em um diagrama pressão 
x volume 
 
 
 
5. Um cilindro de 20 cm2 de seção reta contém um gás ideal 
comprimido em seu interior por um pistão móvel, de massa 
desprezível e sem atrito. O pistão repousa a uma altura h0 = 1,0 
m. A base do cilindro está em contato com um forno, de forma 
que a temperatura do gás permanece constante. Bolinhas de 
chumbo são lentamente depositadas sobre o pistão até que o 
mesmo atinja a altura h = 80 cm. Determine a massa de chumbo, 
em kg, que foi depositado sobre o pistão. Considere a pressão 
atmosférica igual a 1 atm. 
 
 
 
 
 
 
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6. (Ufc) Um cilindro de área de seção reta S e comprimento L, 
completamente isolado, é dividido em partições A e B, ambas de 
volumes iguais, por uma parede diatérmica, móvel e 
impermeável. Cada partição é preenchida com um gás ideal, de 
modo que a partição A possui o dobro do número de mols da 
partição B. Ambas as partições encontram-se em uma mesma 
temperatura T durante o processo. Despreze quaisquer efeitos 
de atrito e, quando o sistema estiver em equilíbrio, determine: 
a) os volumes das partições A e B em função de S e L. 
b) o modulo do deslocamento da parede em função de L. 
 
 
 
 
 
 
 
7. (Epcar (Afa)) Um motorista calibra os pneus de seu carro com 
uma pressão de 230 libras pol a uma temperatura de 27 C.° 
Após uma viagem, a temperatura deles subiu para 47 C.° 
Desprezando-se a variação de volume dos pneus e sabendo-se 
que 10% da massa de ar contida em um dos pneus escapou pela 
válvula durante a viagem, a pressão do ar neste pneu, ao 
término desta viagem, em 2libras pol , é de aproximadamente 
a) 25 
b) 26 
c) 29 
d) 32 
 
 
 
 
 
 
8. (Mack-SP) Uma câmara de gás contem uma massa m de 𝑂𝑂2, 
sujeita à pressão p. Mantendo constante a temperatura e 
duplicando a massa de oxigênio, seu volume aumenta 25%. 
Portanto, a pressão: 
a) Aumenta 60% 
b) Aumenta 25% 
c) Diminui 25% 
d) Aumenta 75% 
e) Diminui 75% 
 
 
 
 
 
 
9. (Unirio) Um cilindro de capacidade igual a 60 litros está cheio 
de oxigênio sob pressão de 9,2 atm à temperatura de 27°C. 
Abre-se a válvula. Qual a massa de gás que escapa? Admite-se 
que a temperatura permanece constante e a pressão externa 
seja normal. 
Para o oxigênio M = 32 g; 
R = 0,082 atm ·L /(mol · K). R = 8,3 J/(mol . K) 
a) 680 g 
b) 560 g 
c) 240 g 
d) 640 g 
e) 420 g 
 
 
 
 
 
 
10. (Unicamp) Uma lata de refrigerante contém certa 
quantidade de açúcar, no caso de um refrigerante comum, ou 
de adoçante, no caso de um refrigerante dietético. 
a) Considere uma lata de refrigerante comum contendo 302 ml 
de água e 40 g de açúcar, e outra de refrigerante dietético, 
contendo 328 ml de água e uma massa desprezível de 
adoçante. Mostre qual das duas latas deveria boiar em um 
recipiente com água, cuja densidade é dA = 1,0 g/cm3. A massa 
da lata de refrigerante vazia é igual a 15,0 g e seu volume total 
é de 350 ml. Neste item, despreze o volume ocupado pelo 
material da lata e a massa de gás carbônico no seu interior. 
b) Suponha, agora, uma outra situação na qual o gás carbônico 
ocupa certo volume na parte superior da lata, a uma pressão 
P = 3,0 × 105 N/m2 para uma temperatura T = 300 K. A massa 
molar do gás carbônico vale 44 g/mol e, assumindo que o 
mesmo se comporte como um gás ideal, calcule a densidade 
de gás carbônico na parte superior da lata. A lei dos gases 
ideais é dada por PV = nRT, onde R = 8,3 J/mol . K e n é o 
número de moles do gás. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Gases Ideais 
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11. (Uece) Dois gases ideais A e B encontram-se em recipientes 
separados. O gás A possui volume VA = 10 L e está submetido à 
pressão pA = 5 atm. O gás B possui volume VB = 5 L e está 
submetido à pressão pB = 3 atm. As temperaturas respectivas 
são tA = 27 °C e tB = 177 °C. Os gases são misturados em um 
mesmo recipiente de volume V = 10 L, a uma temperatura t = 
127 °C. A pressão, em atm, que esta mistura exercerá nas 
paredes do recipiente é: 
a) 2 
b) 5 
c) 8 
d) 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12. (Fuvest Adaptada) Um balão de ar quente é constituído de 
um envelope (parte inflável), cesta para três passageiros, 
queimador e tanque de gás. A massa total do balão, com três 
passageiros e com o envelope vazio, é de 400 kg. O envelope 
totalmente inflado tem um volume de 1500 m3. 
a) Que massa de ar M1 caberia no interior do envelope, se 
totalmente inflado, com pressão igual a pressão atmosférica 
local (Patm) e temperatura T = 27 °C? 
b) Qual a massa total de ar M2, no interior do envelope, após 
este ser totalmente inflado com ar quente a uma 
temperatura de 127 °C e pressão Patm? 
 
NOTE E ADOTE: 
Densidade do ar a 27°C e à pressão atmosférica local = 1,2 kg/m3. 
Aceleração da gravidade na Terra, g = 10 m/s2. 
Considere todas as operações realizadas ao nível do mar. 
Despreze o empuxo acarretado pelas partes sólidas do balão. 
T (K) = T (°C) + 273 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13. (Esc. Naval) Conforme mostra a figura abaixo, dois 
recipientes,A e B, termicamente isolados, de volumes iguais, 
estão ligados por um tubo delgado que pode conduzir gases, 
mas não transfere calor. Inicialmente, os recipientes são 
ocupados por uma amostra de um certo gás ideal na 
temperatura 0T e na pressão 0P . Considere que a temperatura 
no recipiente A é triplicada, enquanto a do recipiente B se 
mantém constante. A razão entre a pressão final nos dois 
recipientes e a pressão inicial, 0P P , é 
 
 
a) 3 2 
b) 2 3 
c) 1 
d) 1 2 
e) 1 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. 2 2. C 3. E 4.a) 800 K b) 6 atm 
c) 
 
5. 5 kg 6. a) 0,67.S.L b) L/6 7. C 
8. A 9. D 10. a) 0,98 g/cm3 b) 5,3 kg/m3 
11. C 12. a) M1 = 1.800 kg.b) M2 = 1.350 kg. 13. A 
Gabarito 
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