Física 1 -66

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Questão 27 
(U MACKENZIE-SP) Uma determinada massa de gás perfeito sofre as transformações 
A  B  C, indicadas pelo diagrama ao lado, Dos diagramas abaixo, aquele que melhor 
corresponde ao diagrama dado é: 
 
 
a) 
 
b) 
 
c) 
 
 
 
d) 
 
e) 
 
 
Questão 28 
Um gás perfeito tem como variáveis de estado as grandezas pressão (p), volume (V) e temperatura 
absoluta (T). O diagrama volume (V) X temperatura absoluta (T) representa as transformações AB e 
BC sofridas por determinada massa de gás perfeito. 
 
Num diagrama pressão (p) X volume (V), essas transformações poderiam ser representadas por: 
 
a) 
 
b) 
 
c) 
 
 
 
d) 
 
e) 
 
 
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Questão 29 
(UFC 2005) – Um gás sofre o processo cíclico mostrado no diagrama PxT mostrado abaixo, 
composto pelos processos termodinâmicos ab, bc e ca. 
P
T
a
b
c
 
Assinale a alternativa abaixo que contém o diagrama PV equivalente a esse ciclo: 
a) P
V
a
b
c
 
b) P
V
a
b
c
 
c) P
V
a
b
c
 
d) P
V
a
b
c
 
e) P
V
a
b
c
 
 
Dica: Veja questão 12 de classe 
 
Energia Interna U 
Teoria Cinética dos gases, Velocidade quadrática média. 
 
Questão 30 
Conforme o prof. Renato Brito enfatizou em sala de aula, durante nossas 4 x 5 = 20h de aula de 
Termodinâmica , a energia cinética ce média das moléculas de um gás ideal é dada por: 
ce = 
2m.(v)
2
 = 
3
.kT
2
, com k = 
A
R
N
 = constante de Boltzmann, NA = número de Avogadro. 
a) Nas expressões acima, o termo m é a massa de uma molécula do gás, a massa da amostra 
gasosa ou a massa de um mol de moléculas do gás ? 
b) A massa m de uma única molécula de O2 vale m = M = 32 gramas ou m = M / NA = 32 / 6x1023 
= 5,33x10
23 gramas ? 
c) Pelo exposto acima, podemos afirmar que a energia cinética das moléculas de um gás depende 
exclusivamente da temperatura do gás ? 
d) Do exposto acima, considere uma transformação em que a pressão P de uma amostra gasosa 
muda, juntamente com o seu volume V, de modo que a temperatura T do gás permanece 
constante durante o processo (isotérmico). Podemos garantir que a energia cinética média ce das 
moléculas permaneceu constante durante o processo, mesmo que P e V tenham variado ? 
e) Seja uma mistura de O2 e H2 na mesma temperatura 200K. Quais moléculas terão maior energia 
cinética média ce ? Quais moléculas terão maior velocidade quadrática média v ? 
f) Seja uma mistura de O2 e H2 na mesma temperatura 300K. A velocidade quadrática média v das 
moléculas do gás hidrogênio será quantas vezes maior que a das moléculas do gás oxigênio ? 
g) Para que a energia cinética média ce das moléculas de uma amostra de gás O2 duplique, a sua 
temperatura tem que aumentar de 300K para quantos kelvins ? 
h) Para que a velocidade quadrática média das moléculas de uma amostra de gás O2 duplique, a 
sua temperatura tem que passar de 27oC para quantos oC ? 
 
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i) É correto dizer que a energia cinética das moléculas de qualquer gás ideal monoatômico depende 
somente da temperatura absoluta (Kelvin) do gás, independendo inclusive da sua massa 
molecular ? Em outras palavras, moléculas de diferentes gases ideais (diferentes massas 
moleculares), estando todos à mesma temperatura, tem energias cinéticas médias ce iguais ? 
ce = 
3
.kT
2
 
j) É correto dizer que a velocidade quadrática média v das moléculas de qualquer gás ideal 
monoatômico depende tanto da temperatura absoluta (Kelvin) do gás, quanto da sua massa 
molecular ? Em outras palavras, tomando diferentes gases monoatômicos a uma mesma 
temperatura, terão maior velocidade quadrática média v as moléculas daquele que tiver menor 
massa molecular ? Adicionalmente, tomando duas amostras distintas de um mesmo gás ideal 
monoatômico (mesma massa molecular M), terão maior velocidade quadrática média v as 
moléculas daquele que tiver maior temperatura ? 
ce = 
2m.(v)
2
 = 
3
.kT
2
  
2
A A
M.(v) 3.R.T
N .2 2.N
  
3.R.T
v
M
 
k) Seja uma amostra de 32g de gás O2 (Po = 1 atm, Vo = 4 litros) e outra amostra de 28g de gás N2 
(PN = 2 atm, VN = 2 litros). Compare (usando os símbolos >, < ou = ) as temperaturas das 
amostras, assim como suas energias internas U, as energias cinéticas ce médias das suas 
moléculas e, finalmente, as velocidades quadráticas médias das suas moléculas. 
Questão 31 
Sejam dois recipientes A e B fechados contendo, respectivamente, 200 g de N2 e 200g de H2, 
ambos a 400 K. o prof. Renato Brito pergunta: 
a) Em qual recipiente há um maior número de mols de 
moléculas ? 
b) Qual deles tem maior energia cinética total (energia 
interna U) ? 
c) Em qual dos recipientes as moléculas dos gases têm 
maior energia cinética média ? 
d) Em qual dos recipientes as moléculas têm maior v 
velocidade quadrática média ? 
 
200g de N2 
400K
200g de H2 
400K
A B
 
Questão 32 
Sejam dois recipientes A e B fechados contendo, respectivamente, O2 e H2. Sabendo que os gases 
apresentam a mesma velocidade quadrática média v , o prof. Renato Brito pergunta: 
a) Qual é o gás cujas moléculas têm maior energia 
cinética média ce ? 
b) Qual gás está a uma maior temperatura ? 
c) Qual recipiente tem maior energia cinética total 
(energia interna U) ? 
 
O2 H2
A B
 
Questão 33 
Uma certa massa de gás ideal encontra-se no interior de um recipiente dotado de êmbolo. 
Duplicando-se, simultaneamente, o volume V e a pressão P do gás, é errado afirmar que: 
a) A temperatura do gás quadriplica; 
b) A velocidade quadrática média v das moléculas duplica; 
c) A energia cinética ce médias das moléculas do gás quadruplica; 
d) A energia interna U do gás quadruplica. 
e) A densidade do gás duplica. 
Questão 34 
(FCMSC-SP) As moléculas de hidrogênio, em um recipiente, têm a mesma velocidade quadrática 
média que as moléculas de nitrogênio de outro recipiente. Então é correto afirmar, comparando-se os 
dois gases, que: 
a) o nitrogênio apresenta maior temperatura. 
b) o nitrogênio apresenta menor pressão. 
c) ambos apresentam mesma pressão. 
d) ambos apresentam mesma temperatura. 
e) ambos apresentam mesmo volume. 
 
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Questão 35 
A teoria cinética dos gases propõe um modelo para os gases perfeitos, no qual: 
a) a pressão do gás não depende da velocidade das moléculas. 
b) as moléculas são consideradas como partículas que podem colidir inelasticamente entre si. 
c) temperatura do gás está diretamente relacionada com a energia cinética das moléculas. 
d) a pressão do gás depende somente do número de moléculas por unidade de volume. 
e) a temperatura do gás depende somente do número de moléculas por unidade de volume. 
 
Questão 36 
(FEI- SP) Numa transformação de um gás perfeito, os estados final e inicial acusaram a mesma 
energia interna. Certamente: 
a) a transformação foi cíclica. 
b) a transformação foi isométrica. 
c) não houve troca de calor entre o gás e o ambiente. 
d) são iguais as temperaturas dos estados inicial e final. 
e) não houve troca de trabalho entre o gás e o ambiente. 
Questão 37 
Duas amostras de massas iguais de um gás perfeito são colocadas em dois recipientes, A e B. As 
temperaturas são diferentes, sendo TA > TB. Podemos afirmar que: 
a) o gás em A possui mais calor que em B. 
b) o gás em A possui menor velocidade que em B. 
c) a energia cinética das moléculas é menor no gás em A que em B. 
d) a energia cinética média das moléculas do gás é maiorem A que em B. 
e) a temperatura não influencia a energia de movimento de um gás. 
Questão 38 
Se uma amostra de gás perfeito encontra-se no interior de um recipiente de volume constante e tem 
a energia cinética média de suas moléculas aumentada: 
a) a pressão do gás aumentará e a sua temperatura permanecera constante. 
b) a pressão permanecerá constante e a temperatura aumentará. 
c) pressão e a temperatura aumentarão. 
d) pressão diminuirá e a temperatura aumentará. 
e) Todas as afirmações estão incorretas. 
 
Questão 39 
(ITA) Considere uma mistura de gases H2 e N2 em equilíbrio térmico. Sobre a energia cinética 
média e sobre a velocidade média das moléculas de cada gás, pode-se concluir que 
a) as moléculas de N2 e H2 têm a mesma energia cinética média e a mesma velocidade média. 
b) ambas têm a mesma velocidade média, mas as moléculas de N2 têm maior energia cinética 
média. 
c) ambas têm a mesma velocidade média, mas as moléculas de H2 têm maior energia cinética 
média. 
d) ambas têm a mesma energia cinética média, mas as moléculas de N2 têm maior velocidade 
média. 
e) ambas têm a mesma energia cinética média, mas as moléculas de H2 têm maior velocidade 
média. 
 
Questão 40 
(UFCE) A figura abaixo mostra três caixas fechadas, A, B e C, contendo, respectivamente, os gases: 
oxigênio, nitrogênio e oxigênio. O volume de A é igual ao volume de B e é o dobro do volume de C. 
Os gases se comportam como ideais e estão todos em equilíbrio, a uma mesma temperatura. 
 
 
Sobre a energia cinética média, K , das moléculas em cada uma das caixas podemos afirmar: 
a) BCA KKK  b) BCA KKK  c) CBA KKK  
d) CBA KKK  e) BAC KKK  
 
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Questão 41 
(UFC 2008.1) Um recipiente contém uma mistura de um gás ideal X, cuja massa molar é MX, com um 
gás ideal Y, cuja massa molar é MY, a uma dada temperatura T. Considere as afirmações abaixo: 
I. A energia cinética média das moléculas dos gases ideais X e Y depende apenas da temperatura 
absoluta em que se encontram. 
II. A velocidade média das moléculas dos gases ideais X e Y depende da temperatura absoluta em 
que se encontram; 
III. Se MX > MY, a velocidade média das moléculas do gás ideal X é maior que a velocidade média 
do gás ideal Y. 
Assinale a alternativa correta. 
a) Apenas I é verdadeira. 
b) Apenas I e II são verdadeiras. 
c) Apenas I e III são verdadeiras. 
d) Apenas II e III são verdadeiras. 
e) I, II e III são verdadeiras. 
Dica: Leia a “conclusão 1” e a “conclusão 2” na página 338, destacadas em cinza. 
Questão 42 
(FM ABC-SP) Um recipiente fechado contêm o gás monoatômico hélio à temperatura de 300 K. É 
então aquecido a volume constante e a temperatura final passa a 600 K. Como resultado do 
acréscimo de temperatura, a energia cinética média das moléculas do gás fica com valor: 
a) reduzido à metade. 
b) multiplicado por 2. 
c) multiplicado por 2 . 
d) quadruplicado. 
e) inalterado. 
 
 
Questão 43 (Medicina Christus 2012) 
No início do século, enormes balões “dirigíveis” a gás — os Zeppelins — eram utilizados para o 
transporte de passageiros, competindo seriamente com os mais luxuosos transatlânticos. Em 1937, 
um desses balões, o Hindemburg, com suas câmaras cheias de gás hidrogênio, explodiu durante as 
operações de atracamento, provocando um incêndio de grandes proporções e pondo fim a esse 
curioso meio de transporte. O hidrogênio era utilizado por ser o gás com menor densidade conhecido 
pelo ser humano. Hoje em dia, em vez de hidrogênio, usa-se, em balões meteorológicos e de 
publicidade, o gás hélio, que, embora seja mais denso que o hidrogênio, não oferece nenhum perigo. 
Com relação aos gases citados no texto, é possível inferir que: 
 
a) a densidade do hidrogênio é maior que a densidade do hélio. 
b) os dois gases são mais densos que o ar. 
c) os dois gases podem ser usados em balões sem nenhum risco, porque ambos são inertes. 
d) o gás hélio apresenta uma velocidade de efusão menor que a velocidade de efusão do gás 
hidrogênio. 
e) volumes iguais dos dois gases apresentam a mesma massa. 
 
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Trabalho , Calor Q e a 1ª lei da Termodinâmica 
Questão 44 
Em cada caso a seguir, são informados as quantidades de energia que o gás recebe/cede na 
forma de calor Q ou trabalho . Determine se a temperatura aumentou ou diminui em cada 
situação, calculando a respectiva variação da energia interna U : 
a) 
 
Q
100 J

400 J
 
b) 
 
 
Q
150 J

500 J
 
 
c) 
 
Q
200 J

150 J
 
d) 
 
Q
250 J

150 J
 
 
Questão 45 
Com base na questão anterior, analise as afirmativas a seguir: 
01) Um gás somente pode ser aquecido se receber calor. 
02) Pode-se aquecer um gás realizando-se trabalho sobre ele. 
04) Para esfriar um gás, devemos necessariamente retirar calor dele. 
08) Um gás pode receber calor do meio externo e sua temperatura permanecer constante. 
16) Numa transformação adiabática de um gás (Q = 0), sua temperatura pode diminuir. 
Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. 
Questão 46 
A 1ª Lei da termodinâmica, aplicada a uma transformação gasosa, se refere à: 
a) Conservação de massa do gás; 
b) Conservação da quantidade de movimento das partículas do gás; 
c) Relatividade do movimento de partículas subatômicas, que constituem uma massa de gás; 
d) Conservação da energia total; 
e) Expansão e contração do binômio espaço-tempo no movimento das partículas do gás. 
 
Questão 47 
Sobre a evolução isotérmica de um gás, pode-se afirmar que, necessariamente. 
a) A energia interna do gás deve diminuir, caso ocorra uma expansão. 
b) Se o gás receber calor, todo ele será utilizado num trabalho de expansão. 
c) Se o gás perder calor para o ambiente, sua energia interna deve diminuir. 
d) Se o gás receber calor, todo ele será convertido em energia interna, aumentando a sua 
temperatura. 
e) Na prática, se o processo é isotérmico, é o mesmo que dizer que ele é adiabático. Afinal, se a 
temperatura não variou, é porque o gás não recebeu nem perdeu calor para o meio. 
Questão 48 
Sobre a evolução isovolumétrica de um gás, pode-se afirmar que, necessariamente: 
a) Se o gás receber calor, todo ele será utilizado num trabalho de expansão. 
b) Se o gás perder calor para o ambiente, sua energia interna deve aumentar. 
c) A pressão do gás será inversamente proporcional á sua temperatura. 
d) Se o gás receber calor, todo ele será convertido em energia interna, aumentando a sua 
temperatura. 
e) Se o gás receber calor, todo ele será utilizado num trabalho de compressão, diminuindo sua 
temperatura. 
f) O gás realizará trabalho caso o calor recebido seja maior que a variação da sua energia interna.