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QUÍMICA Capítulo 2 Gases310 12 UEM 2011 O manômetro é um aparelho que serve para medir a pressão de um gás. Ele consiste em um tubo em forma de U, aberto nas duas extremidades, contendo em seu interior Hg, conforme ilustrado na fi- gura. Uma das extremidades está conectada à válvula de saída de gás do botijão. Com relação ao funcio- namento desse manômetro, analise as alternativas a seguir e assinale o que for correto. Hg P atm P gás GÁS 2 3 0 c m 4 0 c m 01 Se a pressão atmosférica no local da medida é 710 mmHg, tem-se que a pressão do gás é 2 610 mmHg. 02 Se essa medida fosse realizada ao nível do mar e no topo do Monte Everest e, em ambos os casos, a uma temperatura de –5 °C, os valores encontrados para a pressão do gás seriam diferentes. 04 Se, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), substituíssemos o Hg por água, os valores da altura da coluna no tubo em U seriam diferentes, pois a água possui densidade menor que a do Hg. 08 A elevação ou diminuição da temperatura de todo o sistema (botijão e manômetro) não alterará a diferença entre os níveis do Hg no tubo. 16 Supondo que a massa de 13 kg de gás butano contido no botijão fosse substituída por 13 kg de gás hidrogê- nio na mesma temperatura, não haveria alteração entre os níveis de Hg no tubo. Soma:JJ 13 UEM 2011 Analise os três sistemas a seguir, em que ocorrem variações de pressão, volume e temperatura em um gás, como indicado, e assinale a(s) alternati- va(s) correta(s). Sistema A 1 estado I P 1 = 1 atm V 1 = 2 L t 1 = 25 °C Sistema B 3 L P 27 °C estado I 4 L P 127 °C estado II 5 L P 227 °C estado III 2 estado II P 2 = 2 atm V 2 = 1 L t 2 = 25 °C 4 estado III P 3 = 4 atm V 3 = 0,5 L t 3 = 25 °C Sistema C V 190 mmHg -23 °C estado I V 209 mmHg 2 °C estado II V 250,8 mmHg 57 °C estado III 01 A transformação que ocorre no sistema A é cha- mada de isotérmica. 02 Para o sistema A, o valor de PV é constante, em fun- ção da variação de pressão. 04 A transformação que ocorre no sistema B é chamada isocórica. 08 O sistema C demonstra a descoberta de Charles e Gay-Lussac. Nesse sistema, sem se alterar o volume, a pressão de certa massa de gás varia linearmente com a variação da temperatura. 16 Transformações isobáricas de um gás ocorrem sem a variação da razão V/T desse gás. Soma:JJ 14 IME Um sistema fechado e sem fronteiras móveis con- tém uma determinada massa gasosa inerte. Sabe-se que, após aquecimento, o sistema registra um aumento de 5% na pressão e de 15 ºC na temperatura (conside- re que o gás se comporta idealmente). A respeito do valor da temperatura inicial, pode-se dizer que: A é igual ou inferior a 30 ºC. é superior a 30 ºC e inferior a 300 ºC. C é igual ou superior a 300 ºC. D somente pode ser calculado conhecendo-se o vo- lume e a massa de gás. E somente pode ser calculado conhecendo-se o vo- lume, a massa e a pressão inicial do gás. 15 Unicamp O esquema a seguir representa um dispositi- vo para se estudar o comportamento de um gás ideal. Inicialmente, no frasco 1, é colocado um gás à pressão de 1 atmosfera, ficando sob vácuo os frascos 2 e 3. Abre-se, em seguida, a torneira entre os frascos 1 e 2 até que se estabeleça o equilíbrio. Fecha-se, então, esta torneira e abre-se a torneira entre os frascos 1 e 3. O volume do frasco 1 é 9 vezes maior do que o do frasco 2 e o do 3 é 9 vezes maior que o do 1. 2 1 3 F R E N T E 3 311 a) Feito o procedimento descrito anteriormente, em que frasco haverá menor quantidade de molécu- las do gás? Justifique. b) Sendo p2 a pressão final no frasco 2 e p3 a pres- são final do frasco 3 qual será o valor da relação p2/p3, ao final do experimento? Justifique. Observação: Desprezar o volume dos tubos das conexões. 16 IME 2011 Um gás ideal sofre uma mudança de estado ilustrada pelos gráficos I e II abaixo. Gráfico I 1 2 Gráfico II α α 1 β 1 δ 1 δ 2 β 2 β 1 2 α 1 β 1 δ 1 δ 2 δ β 2 β Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela que se ajusta aos grácos apresentados. A α é o volume, β é a temperatura, δ é a pressão e o processo é uma expansão a temperatura constante. δ é a temperatura, β é a pressão, α é o volume e o processo é uma compressão. C α é o volume, β é a pressão, δ é a temperatura e o processo é um resfriamento isobárico. D α é o volume, β é a temperatura, δ é a pressão e o processo é uma compressão isotérmica. E α é a pressão, β é o volume, δ é a temperatura e o processo é um aquecimento isobárico. 17 IME As alternativas a seguir representam proces- sos hipotéticos envolvendo 2 mols de um gás ideal, contidos em um conjunto cilindro-pistão. Assinale a alternativa que apresenta mais de três estados (V, T) nos quais a pressão é máxima: A V (Litros) 15 12,5 300 390 480 T(K) 10 V (Litros) 12 300 330 450 480T(K) 9 C V (Litros) 15 320 480 T(K) 10 D V (Litros) 12 300 330 450 480 T(K) 9 E V (Litros) 15 300 450 T(K) 10 18 FGV 2014 Créditos de carbono são certificações dadas a empresas, indústrias e países que conseguem redu- zir a emissão de gases poluentes na atmosfera. Cada tonelada de CO2 não emitida ou retirada da atmosfera equivale a um crédito de carbono. Disponível em: <www.brasil.gov.br/meio ambiente/ 2012/04/credito-carbono>. (Adaptado.). Utilizando-se R = 0,082 L atm ⋅ mol−1 ⋅ K−1, a quantidade de CO2 equivalente a 1 (um) crédito de carbono, quan- do coletado a 1,00 atm e 300 K, ocupa um volume aproximado, em m3, igual a Dados: C = 12; O = 16. A 100 200 C 400 D 600 E 800 19 Unifesp A oxigenoterapia, tratamento terapêutico com gás oxigênio, é indicada para pacientes que apresen- tam falta de oxigênio no sangue, tais como portadores de doenças pulmonares. O gás oxigênio usado nesse tratamento pode ser comercializado em cilindros a ele- vada pressão, nas condições mostradas na figura. 150 atm 20 L No cilindro, está indicado que o conteúdo correspon- de a um volume de 3 m3 de oxigênio nas condições ambientes de pressão e temperatura, que podem ser consideradas como sendo 1 atm e 300 K, respectiva- mente. Dado R = 0,082 atm ⋅ L⋅ K–1 ⋅mol–1, a massa de oxigênio, em kg, armazenada no cilindro de gás representado na gura é, aproximadamente: A 0,98 1,56 C 1,95 D 2,92 E 3,90 20 UFRN Na figura a seguir, tem-se um gráfico de p ⋅ V (p = pressão; V = volume), no eixo das ordenadas, versus T, no eixo das abscissas, para 0,01 mol de um gás ideal. Temperatura (Kelvin) p ·V (k P a ·m 3 ) 310305300295290285280275270 22,5 23 23,5 24 24,5 25 25,5 26 QUÍMICA Capítulo 2 Gases312 A inclinação dessa reta permite o cálculo da: A densidade absoluta do gás. constante universal dos gases. C pressão atmosférica. D massa molar do gás. 21 Unesp 2011 Incêndio é uma ocorrência de fogo não controlado, potencialmente perigosa para os seres vi- vos. Para cada classe de fogo existe pelo menos um tipo de extintor. Quando o fogo é gerado por líquidos inflamáveis como álcool, querosene, combustíveis e óleos, os extintores mais indicados são aqueles com carga de pó químico ou gás carbônico. Considerando-se a massa molar do carbono = 12 g ⋅ ⋅ mol–1, a massa molar do oxigênio = 16 g ⋅ mol–1 e R = = 0,082 atm ⋅ L ⋅mol–1 ⋅ K–1, o volume máximo, em litros, de gás liberado a 27 ºC e 1 atm, por um extintor de gás carbônico de 8,8 kg de capacidade, é igual a: A 442,8 2 460,0 C 4 477,2 D 4 920,0 E 5 400,0 22 Unimontes 2012 A curva a seguir expressa a relação entre os valores da pressão e do volume para 32,0 g de oxigênio, O2, gasoso, medidos nas condições nor- mais de temperatura e pressão. Pressão em atmosferas V o lu m e e m l it ro s 1,00,80,60,40,2 50 100 150 200 Qual será o volume desse gás sob pressão de 12 atm de pressão? A 44,8 L. 1,87 L. C 11,2 L. D 22,4 L. 23 IME 2011 Um recipiente de paredes rígidas, conten- do apenas ar, aberto para a atmosfera, é aquecido de 27 °C a 127 °C. Calcule a percentagem mássica de ar que saiu do recipiente, quando atingido o equilíbrio final. A 79% 75% C 30% D 25% E 21% 24 Fuvest Umaequipe tenta resgatar um barco naufra- gado que está a 90 m de profundidade. O porão do barco tem tamanho suficiente para que um balão seja inflado dentro dele, expulse parte da água e permi- ta que o barco seja içado até uma profundidade de 10 m. O balão dispõe de uma válvula que libera o ar, à medida que o barco sobe, para manter seu volume inalterado. No início da operação, a 90 m de profun- didade, são injetados 20 000 mols de ar no balão. Ao alcançar a profundidade de 10 m, a porcentagem do ar injetado que ainda permanece no balão é (Pressão na superfície do mar = 1 atm; no mar, a pressão da água aumenta de 1 atm a cada 10 m de profundidade. A pressão do ar no balão é sempre igual à pressão externa da água.) A 20% 30% C 50% D 80% E 90% 25 Unicamp Após a limpeza do banheiro, Rango foi à sala e removeu todos os móveis e, de tão feliz e apaixonado, começou a cantarolar: “Beijando teus lin- dos cabelos, Que a neve do tempo marcou... Estavas vestida de noiva, Sorrindo e querendo chorar...” De repente, volta à realidade lembrando que tinha que limpar aquela sala de 50 m2 e de 3 m de altura, antes que Dina voltasse. “Hoje a temperatura está em 32 °C e a pressão atmosférica na sala deve ser, aproxima- damente, 4 vezes o valor da minha pressão arterial sistólica (180 mmHg ou aproximadamente 21 000 Pa), sem medicação. Ah, se eu fosse tão leve quanto o ar dessa sala!”, pensava Rango... a) “Se o ar se comporta como um gás ideal, quantos mols dessa mistura gasosa devem estar presen- tes aqui na sala?”. b) “Se minha massa corpórea é de 120 kg, e eu acho que estou fora do peso ideal, então, se eu tivesse a mesma massa que o ar dessa sala, eu estaria melhor? Por quê?”. Dados: constante dos gases = 8,314 Pa m3 mol 1 K–1, T/K = 273 + t/°C; o ar é composto de, aproximadamente, 78% em massa de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1,0% de argônio. 26 UFRGS Considere o enunciado a seguir e as três pro- postas para completá-lo. Em dada situação, substâncias gasosas encontram-se armazenadas, em idênticas condições de temperatu- ra e pressão, em dois recipientes de mesmo volume, como representado a seguir. Recipiente 1 Recipiente 2 Gás carbônico (CO2) Gás nitrogênio (N2) + Gás oxigênio (O2)