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Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 375 Pensando em Casa Pensando em Casa Questão 01 A lâmpada incandescente moderna é construí da com um filamento de tungstênio, que se aquece com a passagem de corrente elétrica e fica incandescente, emitindo luz. Para dificultar a oxidação do filamento metálico, o interior dessas lâmpadas é preenchido apenas com uma pequena quantidade do gás nobre argônio que, sendo inerte, não permite a oxidação do filamento. Admita que o argônio no interior de uma lâmpada desliga esteja a 20 graus Celsius, submetido a uma pressão de 300 mmHg. Considerando que, quando a lâmpada é “acesa”, a temperatura do gás cresce bastante, chegando a 120 graus Celsius, a pressão que o gás atinge vale aproximadamente. a) 1800 mmHg b) 400 mmHg c) 1200 mmHg d) 600 mmHg e) 500 mmHg Questão 02 – Um cilindro horizontal, inicialmente vazio, contêm um êmbolo que pode deslizar sem atrito. Na extremidade esquerda do cilindro são introduzidos 12g de gás hidrogênio e na direita, 64g de gás oxigênio, ambos à mesma temperatura. Quando o sistema entrar em equilíbrio, determine a extensão X ocupa pelo O2. a) 10 cm b) 15 cm c) 20 cm d) 25 cm e) 30 cm Dica: No equilíbrio, a forças exercidas por cada gás em cada lado do êmbolo devem se equilibrar, FHidrog = FOxige PHidrog . área = POxige . área, onde P = n.R.T / V e V = A.H Questão 03 (FUVEST -SP) Determinada massa de gás hélio sofreu uma transformação que a levou de um estado inicial de equilíbrio, caracterizado pelo ponto A do plano pressão-volume (pV), para um estado final de equilíbrio, caracterizado pelo ponto B, conforme a figura. Se a temperatura do estado inicial era 100K, a temperatura do estado final é: a) 100 K b) 200 K c) 350 K d) 400K e) 700 K Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 376 Questão 04 (Unifor medicina 2014) - ( - assista essa resolução em nosso site) Em um sistema termodinâmico, um gás considerado perfeito encontra-se no estado A, com pressão pA, volume VA e temperatura TA, conforme diagrama pressão x volume mostrado abaixo. É então levado para o estado indicado pelo ponto B (pB, VB, TB) e em seguida para o estado C (pC, VC, TC). Leia e analise os itens que se seguem. I – A temperatura absoluta do gás no ponto B é 50% maior que a temperatura no ponto A. II – A temperatura absoluta do gás no ponto C é três vezes maior que a temperatura no ponto A. III – A temperatura absoluta do gás no ponto B é metade da temperatura do gás no ponto C. IV – A temperatura absoluta do gás no ponto A é igual a temperatura no ponto B. É verdadeiro o que se afirma em: a) I e II apenas. b) II e III apenas. c) I, II e IV. d) II, III e IV. e) I, II e III. Questão 05 (U MACKENZIE-SP) Lâmpadas elétricas possuem no seu interior um gás inerte a uma pressão de 600 mmHg. Suponha que ao ligar a lâmpada, a temperatura eleva-se de 27°C para 127°C. Quanto à pressão do gás podemos afirmar que. a) aumenta para 800 mmHg b) aumenta para 700 mmHg c) aumenta para 900 mmHg d) aumenta para 1200 mmHg e) permanece constante Questão 06 – (MACK-SP) Em um recipiente hermeticamente fechado e que contêm 20g de CO2 foi acoplada uma válvula. Inicialmente, a pressão desse gás é de 6,0 atm e sua temperatura, de 77ºC. Se, através da válvula, permitirmos que 25% do gás escapem, mantendo constante a temperatura, qual será a pressão exercida pelo gás restante? Dica: o volume do gás contido no interior do recipiente nunca muda, afinal, ele sempre vale Vgás = Vrecipiente, independente de ter havido ou não vazamento de gás. Questão 07 (UFRN 2013) Um balão de ar quente é constituído por um saco de tecido sintético, chamado envelope, o qual é capaz de conter ar aquecido. Embaixo do envelope, há um cesto de vime, para o transporte de passageiros, e uma fonte de calor, conforme ilustra a figura a seguir. Para que o balão suba, aquece- se o ar no interior do envelope e, com isso, inicia-se a flutuação do balão. Essa flutuação ocorre porque, com o aquecimento do ar no interior do envelope: a) a densidade do ar diminui, tornando o peso do balão menor que o empuxo. b) a pressão externa do ar sobre o balão aumenta, tornando seu peso menor que o empuxo. c) a densidade do ar diminui, tornando o peso do balão maior que o empuxo. d) a pressão externa do ar sobre o balão aumenta, tornando seu peso maior que o empuxo. Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 377 Questão 08 (UECE Medicina 2013.1 2ª fase) – Um recipiente com ar comprimido é fechado por uma tampa de 12 cm2 de área e peso desprezível. Para manter esse recipiente fechado é necessária a aplicação de uma força normal à tampa no valor de 240 N. Considere que a pressão atmosférica é de 105 Pa. Assim, a pressão do ar no recipiente, em Pa, é a) 240 105. b) 1 105. c) 3 105. d) 12 105. Questão 09 (densidade gasosa) (UECE 2008.1 2ª fase) Na superfície da Terra, a pressão, a temperatura e a densidade do ar (considerado um gás ideal) foram medidas por aparelhos que forneceram os seguintes valores, respectivamente, 754 mm de Hg, 17 oC e 1,30 kg/m3. A uma altitude de 10 km, a pressão do ar aferida foi 230 mm de Hg e a temperatura foi 43 oC. A densidade do ar, em kg/m3, medida nesta altitude foi de: a) 0,75 b) 0,30 c) 0,15 d) 0,50 Questão 10 (Mistura de gases que não reagem entre si) Dois balões de vidro, de volumes 8 litros e 2 litros, comunicados através de um tubo que contêm uma torneira fechada, contêm oxigênio a pressões respectivamente iguais a 5 atm e 10 atm, a uma temperatura de 40 ºC. Ao abrir a torneira, os gases se misturam isotermicamente. Determine a pressão final do sistema. a) 5 atm b) 6 atm c) 7 atm d) 8 atm e) 9 atm Questão 11 (Mistura de gases que não reagem entre si) (UECE 2008.1 2ª fase) Dois gases ideais A e B encontram-se em recipientes separados. O gás A possui volume VA = 10 L e está submetido a pressão pA = 5 atm. O gás B possui volume VB = 5 L e está submetido a 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 exercera nas paredes do recipiente e: a) 2 b) 5 c) 8 d) 10 Questão 12 (lei de Dalton das pressões parciais) Uma mistura gasosa contém 5 mols de gás O2, 4 mols de gás N2 e 1 mol de gás CO2. Sabendo que a pressão total da mistura vale 15 atm, quanto vale a pressão parcial do gás N2 na mistura ? a) 2 atm b) 4 atm c) 6 atm d) 8 atm Questão 13 (lei de Dalton das pressões parciais) Uma mistura gasosa contém 5 mols de gás O2, 3 mols de gás N2 e 2 mols de gás CO2. Sabendo que a pressão parcial do gás N2 na mistura vale 1,5 atm, as pressões parciais dos gases O2 e CO2 na mistura valem respectivamente: a) 2,5 atm e 1 atm b) 3,5 atm e 2 atm c) 4,5 atm e 3 atm d) 1,5 atm e 2 atm Questão 14 (lei de Dalton das pressões parciais) Uma mistura gasosa contém apenas os gases O2, N2 e CO2. Sabe-se que a proporção volumétrica dos gases O2 e N2 na mistura é de 30%, 50% respectivamente e que a pressão parcial do CO2 na mistura vale 4 atm. Assim, a pressão total da mistura, bem como a pressão parcial do O2 nela, valem respectivamente: a) 20 atm e 6 atm b) 20 atm e 10 atm c) 20 atm e 8 atm d) 10 atm e 4 atm Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 378 Questão 15 (lei de Dalton das pressõesparciais) Uma mistura gasosa contém apenas os gases O2, N2 e CO2. Sabendo que a pressão total da mistura vale 20 atm e a pressão parcial dos gases O2 e N2 na mistura valem respectivamente 4 atm e 13 atm, a pressão parcial do CO2 na mistura vale: a) 2 atm b) 3 atm c) 4 atm d) 5 atm Questão 16 Uma bolha de ar se desprende do fundo do oceano Pacifico a 260 m de profundidade e sobe até sair da água. A temperatura do oceano é de 25°C em toda a sua extensão e a pressão atmosférica local vale 1 atm. Sabendo que o raio inicial da bolha de ar , quando estava no fundo do oceano, era de 2 mm, o prof Renato Brito pede para você determinar o raio final da bolha, no momento em que atinge a superfície da água. Admita que a massa da bolha permaneça constante. a) 4 mm b) 5 mm c) 6 mm d) 7 mm e) 8 mm Questão 17 O diagrama representa três isotermas T1, T2 e T3, referentes a uma mesma amostra de gás perfeito. A respeito dos valores das temperaturas absolutas T1, T2 e T3, pode-se afirmar que: a) T1 = T2 = T3 b) T1 < T2 < T3 c) T1 > T2 > T3 d) T1 = T2 < T3 e) T2 > T1< T3 Questão 18 Sejam as transformações ab e cd mostradas no diagrama VT abaixo, sofridas por uma mesma amostra gasosa. ab : resfriamento isobárico a pressão P1 cd : aquecimento isobárico a pressão P2 Represente essas transformações num diagrama PT, registrando no eixo vertical as pressões P1 e P2 : V T b c P1 P2 a d Tb Ta P T Questão 19 Da mesma forma, represente as transformações gasosas ab e cd abaixo num diagrama VT. P T a c b Ta Tb dPcd Pab V T Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 379 Questão 20 O diagrama mostra duas transformações isobáricas sofridas por uma mesma amostra de gás ideal. Com base nesses dados, Pode-se afirmar que: a) p2 > p1 b) p2 < p1 c) p2 = p1 d) p2 = 2 p1 e) Num diagrama volume X temperatura absoluta não se podem comparar diferentes valores da pressão. Questão 21 Duas amostras A e B idênticas de gás ideal sofrem, respectivamente, as transformações gasosas a e b mostradas no diagrama PT abaixo. Ambas as transformações podem ser classificadas como: a) expansão isobárica b) compressão isobárica c) aquecimento isovolumétrico d) resfriamento isovolumétrico e) nenhum dos parâmetros P, V ou T permanece constante nessas transformações gasosas. P T a b Questão 22 Ambas as transformações gasosas a e b acima são isovolumétricas, isto é, os volumes gasosos Va e Vb de cada amostra gasosa A e B permanecem constantes durante o processo. Entretanto, qual desses volumes VA ou VB é maior ? Justifique. Questão 23 Um recipiente indeformável (volume interno constante) e hermeticamente fechado (não permite a entrada ou saída de gás) contêm certa massa de gás perfeito à temperatura ambiente. Aquecendo-se esse gás, qual dos gráficos a seguir melhor representa o seu comportamento? a) b) c) d) e) Física Simétrico Pré-Universitário – Há 25 anos ensinando com excelência os estudantes cearenses – www.simétrico.com.br 380 Questão 24 (UF-SC) Dos gráficos seguintes, podem representar transformações isotérmicas, em sistemas fechados: a) I, II e III b) I, II e IV c) II, IV e VI d) I, II e V e) II, III e V Questão 25 - (CESGRANRIO-RJ) Experimentado no laboratório, com uma quantidade fixa de gás praticamente perfeito um estudante construiu o gráfico do produto pV (pressão x volume) em função do volume V numa transformação isotérmica. O gráfico obtido deve ser. a) d) b) c) e) Dica: pV = n.R.T Fazer o gráfico de pV em função de V é semelhante a fazer o gráfico T em função de V Questão 26 (PUC-SP) Chamando p a pressão exercida por um gás e V o seu volume, qual dos gráficos pode representar linhas isotérmicas correspondentes a temperaturas absolutas T e 2T ? a) b) pV c) d) e) Dica: pV = n.R.T Fazer o gráfico de pV em função de p é semelhante a fazer o gráfico T em função de p