1 Atividade Avaliativa - FQI

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DQU0118 – Físico-Química I 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA NATUREZA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
Disciplina: DQU0118 – Físico-Química I (4.0.0) 60 horas 
Ministrante: Prof. Dr. Everson Thiago Santos Gerôncio da Silva 
ALUNO(A): ____________________________________________ 
 
 
TESTE DE RECRUTAMENTO CIENTÍFICO 1 
Você foi convocado para um teste de recrutamento para ajudar em uma missão espacial 
brasileira. A agência espacial brasileira (AEB) observou um problema em seu traje espacial e 
em seu satélite habitado quanto ao controle de pressão e escape dos gases necessários para 
manutenção da vida de seus astronautas. Com isso, estão recrutando químicos capazes de 
responder questões sobre o comportamento dos gases para se juntar à equipe espacial de 
controle de danos. 
 
• Cada recruta ficará trancado em uma sala onde irá se deparar com 5 testes que foram 
cuidadosamente montados pela AEB; 
• Para resolver os testes, os recrutas deverão entender sobre o comportamento dos 
gases, caso contrário, não serão admitidos na equipe; 
• Cada teste vale 2 pontos. 
Tenham todos um bom teste! 
TESTE 1: 
Na parede direita da sala de teste existe um interruptor que precisa ser acionado. Porém, o recruta não 
terá acesso ao interruptor com sua mão ou qualquer outro objeto, a não ser uma seringa presa de ponta 
cabeça logo abaixo do interruptor. É possível observar que a seringa está com o bico vedado e um volume 
interno de gás de 0,5 cm3 e, caso o êmbolo da seringa suba mais 2 cm, ele poderá acionar o interruptor. 
Logo à frente dessa parede foram deixadas algumas informações para você: 
✓ Pressão da sala é de 1 atm 
✓ Temperatura da sala é de 298 K 
✓ O diâmetro da seringa é de 1 cm 
Existem ainda 4 botões à sua frente capazes de controlar a temperatura do sistema. 
( ) Botão vermelho = aquece a seringa a 365 °C 
( ) Botão verde = aquece o sistema a 470 °C 
( ) Botão amarelo = resfria o sistema a 20 °C 
( ) Botão azul = aquece o sistema a 110°C 
Qual botão você deve apertar para acionar o interruptor com o êmbolo da seringa? Explique e mostre 
seus cálculos, admitindo que os gases se comportam como ideais. (Lembre-se que a temperatura tem que 
ser exata. Uma temperatura mais elevada poderá trazer danos ao sistema, e uma temperatura mais baixa 
não causará um aumento de volume suficiente na seringa para que o êmbolo acione o interruptor) 
NOTA 
 
DQU0118 – Físico-Química I 
TESTE 2: 
Na parede dos fundos da sala de teste existe um cofre contendo um plano de melhoramento de traje 
espacial. Esse plano pode ajudá-lo em sua tarefa na equipe espacial caso seja admitido. Para abrir o cofre, 
o recruta deve decifrar os 5 números necessários para abertura do cofre. Algumas pistas para cada 
número foram deixadas em um quadro logo acima do cofre, onde é possível ver os seguintes 
questionamentos: 
i) O 1º número da senha do cofre corresponde ao Vm de um gás (em L/mol) quando Z = 1,23; 
ii) O 2º, 3º e 4º números da senha do cofre correspondem aos números retirados do valor do 
segundo coeficiente do virial, B (sem a vírgula que separa as casas decimais); 
iii) O 5º número corresponde ao valor de B na temperatura de Boyle; 
Considere que o sistema está sob uma pressão de 10 atm, e a uma temperatura de 25 °C. (mostre todos 
os cálculos que levaram às suas respostas.) 
1º NÚMERO 2º NÚMERO 3º NÚMERO 4º NÚMERO 5º NÚMERO 
 
 
TESTE 3: 
Na parede da esquerda há uma mesinha com um caderno, onde é possível observar um projeto de traje 
espacial contendo um cilindro de gás oxigênio de 10 L de material superleve. O cilindro deve ser 
recarregado com oxigênio gasoso a 300 bar (a 298 K). Qual volume molar de O2 deve ser adicionado no 
cilindro para que este atinja a pressão adequada? (considere 𝑎 = 1,364 
𝑎𝑡𝑚∙𝑑𝑚6
𝑚𝑜𝑙2
 e 𝑏 = 3,19 ∙ 10−2 
𝑑𝑚3
𝑚𝑜𝑙
) 
 
TESTE 4: 
Ao centro da sala de teste existe uma maquete de uma estação espacial, onde se simula as pressões e 
composições dos gases para o bem-estar dos tripulantes durante o trabalho na estação. Existe uma 
simulação em andamento na maquete que diz que a massa específica (densidade) do ar dentro da estação 
é de 1,146 𝑘𝑔 ∙ 𝑚−3, considerando uma pressão interna de 0,987 bar e a uma temperatura de 27 °C. 
Nesse caso, é preciso calcular a fração molar (𝒙) e a pressão parcial de gás oxigênio e de gás carbônico 
presentes na estação admitindo que só existam esses dois gases, e que estes se comportam como ideais. 
Lembre-se que a soma das frações molares deve ser igual a 1. 
 
TESTE 5: 
Na mesma maquete de estação espacial no centro da sala, há um alerta sonoro sobre o escape de gases 
em pequenas frestas devido à má vedação das paredes e portas da estação. Para desligar esse alerta, você 
deve responder aos seguintes questionamentos: 
*Qual gás deve escapar preferencialmente caso haja um erro de vedação (considere que existam apenas 
gás oxigênio e gás carbônico no interior da estação)? Explique. 
*Qual seria a relação das velocidades de efusão de O2 e CO2? (ao digitar esse valor corretamente, o alerta 
sonoro será desligado) 
 
Chegamos ao fim do Teste. Aguarde os resultados, e boa sorte!