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Prof. Túlio Química Página 1 de 2 Lista de Exercícios – Gases I 1. (Uerj 2018) Quatro balões esféricos são preenchidos isotermicamente com igual número de mols de um gás ideal. A temperatura do gás é a mesma nos balões, que apresentam as seguintes medidas de raio: Balão Raio I 𝑅 II 𝑅 2 III 2𝑅 IV 2𝑅 3 A pressão do gás é maior no balão de número: a) I b) II c) III d) IV 2. (Mackenzie 2018) Uma amostra de 20 𝑔 de um gás ideal foi armazenada em um recipiente de 15,5 𝐿, sob pressão de 623 𝑚𝑚𝐻𝑔, a uma temperatura de 37 °𝐶. Dentre os gases elencados abaixo, aquele que podia representar esse gás ideal é o Dados: - massas molares (𝑔 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1) 𝐻 = 1, 𝐶 = 12, 𝑁 = 14, 𝑂 = 16, 𝐴𝑟 = 40 - constante universal dos gases ideais (𝑚𝑚𝐻𝑔 ⋅ 𝐿 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1 ⋅ 𝐾−1) = 62,3 a) gás hidrogênio. b) gás carbônico. c) gás argônio. d) gás etano. e) gás nitrogênio. 3. (Ufpr 2018) Mergulhadores que utilizam cilindros de ar estão sujeitos a sofrer o efeito chamado “narcose pelo nitrogênio” (ou “embriaguez das profundezas”). Devido à elevada pressão parcial do nitrogênio na profundidade das águas durante o mergulho, esse gás inerte se difunde no organismo e atinge o sistema nervoso, causando efeito similar a embriaguez pelo álcool ou narcose por gases anestésicos. A intensidade desse efeito varia de indivíduo para indivíduo, mas em geral começa a surgir por volta de 30 𝑚 de profundidade. No mergulho, a cada 10 𝑚 de profundidade, aproximadamente 1 𝑎𝑡𝑚 é acrescida à pressão atmosférica. A composição do ar presente no cilindro é a mesma da atmosférica e pode ser considerada como 80% 𝑁2 e 20% 𝑂2. Dados: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇; 𝑅 = 0,082 𝐿 ⋅ 𝑎𝑡𝑚 ⋅ 𝐾−1 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1. a) Um mergulhador está numa profundidade de 30 𝑚. Qual é a pressão total a que esse mergulhador está submetido? b) Calcule a pressão parcial de 𝑁2 inspirada pelo mergulhador que utiliza o cilindro a 30 𝑚 de profundidade. Mostre o cálculo. c) Considere um mergulhador profissional que possui uma capacidade pulmonar de 6 litros. Calcule a quantidade de matéria de 𝑁2 na condição de pulmões totalmente cheios de ar quando o mergulhador está a 30 𝑚 de profundidade e à temperatura de 298 𝐾 (25 °𝐶). Mostre o cálculo. 4. (Ime 2018) Um sistema fechado contendo um gás ideal no estado 1 sofre as transformações 𝛼 e 𝛽, conforme indicado na figura abaixo. Sabendo que a transformação 𝛼 é isotérmica e 𝛽 isobárica, indique o gráfico que representa os estados do sistema. a) b) c) d) e) Prof. Túlio Química Página 2 de 2 5. (Mackenzie 2018) Certa massa fixa de um gás ideal, sob temperatura de 30 °𝐶 e pressão de 2 𝑎𝑡𝑚, foi submetida a uma transformação isocórica, em que sua temperatura foi aumentada em 150 unidades. Dessa forma, é correto afirmar que, durante a transformação, a) além do volume, a pressão manteve-se constante. b) apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi aumentada para aproximadamente 12 𝑎𝑡𝑚. c) apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi aumentada para aproximadamente 3 𝑎𝑡𝑚. d) apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi diminuída para aproximadamente 1 𝑎𝑡𝑚. e) apenas o volume permaneceu constante, e no final, a pressão exercida por essa massa gasosa, foi diminuída para aproximadamente 0,33 𝑎𝑡𝑚. 6. (Acafe 2017) Baseado nos conceitos sobre os gases, analise as afirmações a seguir. I. A densidade de um gás diminui à medida que ele é aquecido sob pressão constante. II. A densidade de um gás não varia à medida que este é aquecido sob volume constante. III. Quando uma amostra de gás é aquecida sob pressão constante é verificado o aumento do seu volume e a energia cinética média de suas moléculas mantém-se constante. Todas as afirmações corretas estão em: a) I – II – III b) II – III c) apenas I. d) I – II 7. (Fuvest 2017) Os pneus das aeronaves devem ser capazes de resistir a impactos muito intensos no pouso e bruscas alterações de temperatura. Esses pneus são constituídos de uma câmara de borracha reforçada, preenchida com o gás nitrogênio (𝑁2) a uma pressão típica de 30 𝑎𝑡𝑚 a 27 °𝐶. Para a confecção dessa câmara, utiliza-se borracha natural modificada, que consiste principalmente do poli-isopreno, mostrado a seguir: −𝐶𝐻2 − 𝐶(𝐶𝐻3) = 𝐶𝐻 − 𝐶𝐻2 − 𝐶𝐻2 − 𝐶(𝐶𝐻3) = 𝐶𝐻 − 𝐶𝐻2 − 𝐶𝐻2 − 𝐶(𝐶𝐻3) = 𝐶𝐻 − 𝐶𝐻2 − Em um avião, a temperatura dos pneus, recolhidos na fuselagem, era −13 °𝐶 durante o voo. Próximo ao pouso, a temperatura desses pneus passou a ser 27 °𝐶, mas seu volume interno não variou. a) Qual é a pressão interna de um dos pneus durante o voo? Mostre os cálculos. b) Qual é o volume interno desse mesmo pneu, em litros, dado que foram utilizados 14 kg de N2 para enchê-lo? Mostre os cálculos. c) Escreva a fórmula estrutural do monômero do poli-isopreno. Note e adote: Massa molar do 𝑁2 = 28 𝑔 𝑚𝑜𝑙 Constante universal dos gases = 0,082 𝐿 ⋅ 𝑎𝑡𝑚 ⋅ 𝐾−1 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1 𝐾 = °𝐶 + 273 8. (Uece 2017) No laboratório de química, onde é comum recolher- se um gás pelo deslocamento de água, foram coletados 400 𝑚𝐿 de gás oxigênio a 25 °𝐶 e 1 𝑎𝑡𝑚 de pressão. Sabendo-se que a pressão de vapor da água na mesma temperatura é 0,03 𝑎𝑡𝑚, é correto afirmar que o volume de oxigênio seco obtido nas mesmas condições de temperatura e pressão é a) 328,0 𝑚𝐿. b) 388,0 𝑚𝐿. c) 368,0 𝑚𝐿. d) 354,0 𝑚𝐿. 9. (Unigranrio - Medicina 2017) Gases ideais são aqueles nos quais as interações entre átomos, íons ou moléculas em suas constituições são desprezadas e esse comportamento se intensifica em pressões baixas. Na descrição desses gases a equação de estado para gases perfeitos é a mais adequada. Considere uma quantidade de matéria de 2,5 𝑚𝑜𝑙𝑠 de um gás de comportamento ideal que ocupa um volume de 50 𝐿 à pressão de 1.246 𝑚𝑚𝐻𝑔. A temperatura desse gás nas condições citadas será de: Dado: 𝑅 = 62,3 𝑚𝑚𝐻𝑔⋅𝐿 𝐾⋅𝑚𝑜𝑙 a) 400 𝐾 b) 127 𝐾 c) 273 𝐾 d) 200 𝐾 e) 254 𝐾 10. (Acafe 2017) Baseado nos conceitos sobre os gases analise as afirmações a seguir. I. Doze gramas de gás hélio ocupam o mesmo volume que 48 𝑔 de gás metano, ambos nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). II. Em um sistema fechado para proporcionar um aumento na pressão de uma amostra de gás numa transformação isotérmica é necessário diminuir o volume desse gás. III. Em um recipiente fechado existe 1 𝑚𝑜𝑙 do gás A mais uma certa quantidade 𝑚𝑜𝑙 do gás 𝐵, sendo que a pressão total no interior do recipiente é 6 𝑎𝑡𝑚. Se a pressão parcial do gás A no interior do recipiente é 2 𝑎𝑡𝑚 a quantidade do gás B é 3 𝑚𝑜𝑙. Dados: 𝐶: 12 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ; 𝐻: 1 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ; 𝐻𝑒: 4 𝑔 𝑚𝑜𝑙 Assinale a alternativa correta. a) Todas as afirmações estão corretas. b) Todas as afirmações estão incorretas. c) Apenas I e II estão corretas. d) Apenas a I está correta. Gabarito: 1. B 2. C 4. C 5. C 6. D 8. B 9. A 10. C