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533CAPÍTULO 30 | GASES E SUAS TRANSFORMAÇÕES 2. (Uerj) Para um mergulhador, cada 5 m de profun- didade atingida corresponde a um acréscimo de 0,5 atm na pressão exercida sobre ele. Admita que esse mergulhador não consiga respirar quando sua caixa torácica está submetida a uma pressão acima de 1,02 atm. Para respirar ar atmosférico por um tubo, a profundidade máxima em centí- metros que pode ser atingida pela caixa torácica desse mergulhador é igual a: a) 40. b) 30. c) 20. d) 10. 3. (Uerj) As mudanças de pressão que o ar atmos- férico sofre, ao entrar nos pulmões ou ao sair deles, podem ser consideradas como uma trans- formação isotérmica. Ao inspirar, uma pessoa sofre uma diminuição em sua pressão intrapul- monar de 0,75%, no máximo. Considere 0,60 L de ar à pressão atmosférica de 740 mmHg. A variação máxima de volume, em litros, sofrida por essa quantidade de ar ao ser inspirada é, aproximadamente, de: a) 4,5 ? 100. b) 4,5 ? 10–1. c) 4,5 ? 10–2. d) 4,5 ? 10–3. 4. (Unirio-RJ) Você brincou de encher, com ar, um balão de gás, na beira da praia, até um volume de 1 L e o fechou. Em seguida, subiu uma encosta próxima carregando o balão, até uma altitude de 900 m, onde a pressão atmosférica é 10% menor do que a pressão ao nível do mar. Considerando que a temperatura na praia e na encosta seja a mesma, o volume de ar no balão, em L, após a subida, será de: a) 0,8. b) 0,9. c) 1,0. d) 1,1. e) 1,2. 5. (UFMG) A pressão atmosférica é aproximadamen- te igual à pressão exercida por uma coluna de água de 10 metros de altura. Uma bolha de ar sai do fundo de um lago e chega à superfície com um volume V. Sendo a mesma temperatura em todo o lago e sua profundidade 30 m, qual era o volume da bolha no fundo do lago? a) 4V. b) 3V. c) 3 4 V. d) V 3 . e) V 4 . 6. (UFRN) O material orgânico do lixo gera grande quantidade de metano (CH 4 ), muito mais danoso à camada de ozônio do que o CO 2 . A solução ideal, que já começa a ser adotada em algumas cidades X X X X do Brasil, é o aproveitamento do CH 4 na geração de energia. A compressão do metano tem papel importante, desde a produção até o consumo, para desenvolver as atividades de transporte, ar- mazenagem ou alimentação de equipamentos. Em um determinado processo de compressão, os valores de pressão e temperatura usados, para uma massa fixa de CH 4 , são mostrados nas figu- ras (i), (ii) e (iii) abaixo: (i) (ii) (iii) V 1 V 2 V3 4 atm R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra 25 °C 25 °C 25 °C 1 atm 2 atm Sabendo que o volume inicial do gás é V 1 5 12 L e considerando o seu comportamento ideal, calcule os valores de V 2 e V 3 e construa uma curva de pressão versus volume. 7. (UFC-CE) O gráfico a seguir ilustra o comportamen- to referente à variação da pressão, em função do volume, de um gás ideal, à temperatura constante. Analise o gráfico e assinale a alternativa correta. 2 600 2 300 2 000 1 700 1 400 1 100 800 500 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 (8; 2 250) (10; 1 800) (15; 1 200) (26; 692,3) P (mmHg) V (L) a) Quando o gás é comprimido nessas condições, o produto da pressão pelo volume permanece constante. b) Ao comprimir o gás a um volume correspon- dente à metade do volume inicial, a pressão diminuirá por igual fator. c) Ao diminuir a pressão a um valor correspon- dente a 1 3 da pressão inicial, o volume dimi- nuirá pelo mesmo valor. d) O volume da amostra do gás duplicará quando a pressão final for o dobro da pressão inicial. e) Quando a pressão aumenta por um fator cor- respondente ao triplo da inicial, a razão P V é sempre igual à temperatura. X R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap30_p509a552.indd 533 7/2/18 1:50 PM 534 UNIDADE 9 | GASES 8. Em uma transformação isotérmica de um gás ideal, quando a pressão diminui 20%, o volume: a) aumenta 20%. b) diminui 20%. c) aumenta 25%. d) diminui 25%. e) aumenta 12,5%. Observe a ilustração a seguir e responda às questões 9 e 10. Considere que a capacidade dos tubos de interligação entre os frascos A, B e C seja desprezível e que a temperatura permaneça constante. válvula válvula I II vácuo vácuo 9 atm He 1,0 L 1,0 L 1,0 L A B C L u iz F e rn a n d o R u b io /A rq u iv o d a e d it o ra 9. Determine o valor da pressão em A após ser aberta somente a válvula I e o sistema atingir o equilíbrio. 10. Determine o valor da pressão em C após serem abertas as válvulas I e II e o sistema atingir o equilíbrio. 11. (UFRGS-RS) Uma massa M de um gás ideal ocu- pa um volume V, sob uma pressão P, na tempe- ratura T. Se o gás for comprimido até que seu volume seja igual a V 2 sendo mantida constante a temperatura: a) A massa de gás será reduzida a M 2 . b) A energia cinética das moléculas vai aumentar. c) A frequência de colisões das moléculas com a parede do recipiente que contém o gás vai aumentar. d) O volume das moléculas do gás vai diminuir. e) As forças intermoleculares aumentarão de in- tensidade, devido a maior aproximação das moléculas. 12. (UEM-PR) Os gases são substâncias presentes em nosso cotidiano em fatos como: a subida de um balão; o murchar, com o tempo, de uma be- xiga de aniversário; o aumento da pressão inter- na de um pneu em dias quentes; a respiração do ser humano; entre outros. Sobre os gases, assi- nale a(s) alternativa(s) correta(s). X X 01) Em um gás, as moléculas estão em contínuo movimento e separadas entre si por gran- des espaços vazios em relação ao tamanho delas. Além disso, o movimento das molé- culas se dá em todas as direções e em todos os sentidos. 02) Um gás não possui forma própria. A forma adquirida é a do recipiente que o contém. Quando um gás é confinado em um recipien- te, as moléculas do gás colidem continuamen- te contra as paredes do recipiente. Dessas colisões resulta o que se chama de pressão do gás. 04) Em um gás ideal ou perfeito a pressão é dire- tamente proporcional ao volume quando a temperatura é constante. 08) Um mol de um gás possui aproximadamente 6,023 ? 1023 moléculas do mesmo. 16) As moléculas constituintes de um gás pos- suem movimento desordenado. Esse movi- mento é denominado agitação térmica. Quan- to mais intensa é a agitação térmica maior é a energia cinética de cada molécula e, como consequência, maior é a temperatura do gás. 13. (UFG-GO) O processo contínuo da respiração consiste na expansão e contração de músculos da caixa torácica. Sendo um sistema aberto, quando a pressão interalveolar é menor que a atmosférica, ocorre a entrada do ar e os pulmões expandem-se. Após as trocas gasosas, a pressão interalveolar aumenta, ficando maior que a at- mosférica. Assim, com a contração da caixa to- rácica, os gases são expirados. Considerando a temperatura interna do corpo humano constan- te e igual a 37,5 °C, o gráfico que representa os eventos descritos é: 01, 02, 08 e 16. Pressão V o lu m e Pressão V o lu m e Pressão V o lu m e Pressão V o lu m e Pressão V o lu m e a)X d) b) e) c) Il u s tr a ç õ e s : R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap30_p509a552.indd 534 7/2/18 1:50 PM 535CAPÍTULO 30 | GASES E SUAS TRANSFORMAÇÕES Transforma•‹o isob‡rica As transformações isobáricas ocorrem à pressão constante. Nessas transfor- mações as variações de volume estão relacionadas às variações de temperatura. A relação entre volume e temperatura foi inicialmente observada em 1787 por Jacques Charles e quantificada em 1802 por Joseph Gay-Lussac, sendo conheci- da como Lei de Charles e Gay-Lussac. Lei de Charles e Gay-Lussac: para uma massa fixa de gás, mantida à pressão constante, o volume ocupado pelo gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Em Matemática, duas grandezas são diretamente proporcionais quando seu quociente é uma constante. Então,ao dobrar a temperatura absoluta, o volume ocupado pelo gás também dobra. Assim, temos: Lei de Charles: V T k5 Pode-se realizar um experimento colocando um balão em um banho de água e gelo e posteriormente em água em ebulição, como representado abaixo: Ao transferir um balão de um recipiente com água gelada para um recipiente com água fervente, o seu volume se expande à medida que as partículas de gás dentro do balão se movem mais rápido (devido ao aumento da temperatura) e ocupam mais espaço. Experimentalmente, essa lei pode ser verificada observando-se a variação de volume que ocorre quando uma massa fixa de gás, à pressão constante, é sub- metida a aquecimento. V 2 T 2 2V 200 5 k 5 k Situação II V 1 T 1 V 100 5 k 5 k Situação I 100 200 Volume Temperatura (K) 4V 2V V I II Podemos notar que a razão V T (T em Kelvin) nas duas situações corresponde a um mesmo valor (k); logo, podemos concluir: V T V T 1 1 2 2 5 Energia cinética baixa Energia cinética alta água gelada água fervente L u iz F e rn a n d o R u b io / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap30_p509a552.indd 535 7/2/18 1:50 PM