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539CAPÍTULO 30 | GASES E SUAS TRANSFORMAÇÕES 3. (Unimontes-MG) As figuras a seguir ilustram a transformação de uma certa massa de neônio que ocupa inicialmente 200 cm3 de volume (V 1 ), a 100°C. R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra seringa selada gás neônio 200 cm3 V 1 V 2 água fervente 100 oC água gelada 0 oC O volume V 2 , em cm3, será igual a: a) 73. b) 100. c) 146. d) 200. e) 250. 4. (Unitau-SP) Se numa transformação isobárica, uma massa gasosa tiver seu volume aumentado de 3 4 a temperatura: a) permanecerá constante. b) aumentará na proporção de 7 4 . c) diminuirá na proporção de 7 4 . d) duplicará seu valor. e) triplicará seu valor. 5. (UFG-GO) No gráfico a seguir, está representada a variação de volume com a temperatura de um mol de gás, em duas condições diferentes. condição 2 condição 1 0 Temperatura (K) Volume (L) 8 4 Nessas condições, classifique os itens a seguir em verdadeiros ou falsos. I. Em V 5 4 L, as pressões são idênticas. II. As massas são diferentes. III. As variações representadas ocorrem à pres- são constante. IV. Em V 5 8 L, as temperaturas são idênticas. X X 6. (UPF-RS) Ao fazer uma análise do comportamen- to físico-químico dos gases, foram feitas as se- guintes constatações: I. Numa bexiga cheia de ar, as moléculas dos gases estão em constante movimento e, con- sequentemente, chocam-se contra as pare- des do recipiente que as contém, devido à energia cinética que possuem. II. Quando um gás está armazenado em um recipiente de volume variável, numa trans- formação isobárica, e for exposto a aumento de temperatura, a energia cinética de suas moléculas será maior e, com isso, ocupará menor volume. III. A temperatura de um gás, à pressão cons- tante, é definida como a medida da energia cinética média de suas moléculas e, dessa forma, quanto maior for a energia cinética, maior será a temperatura. Está correto apenas o que se afirma em: a) I e II. b) II. c) I e III. d) I. e) II e III. X R e p ro d u ç ã o / A rq u iv o d a e d it o ra R e p ro d u ç ã o /U F P _ R S , 2 0 1 4 . 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap30_p509a552.indd 539 7/2/18 1:50 PM 540 UNIDADE 9 | GASES P P P temperatura menor temperatura maior diminuição da pressão aumento da pressão Transforma•‹o isoc—rica Essa transformação, também chamada de transformação isométrica ou iso- volumétrica, ocorre a volume constante e relaciona as variações de pressão em função das variações de temperatura. Essa relação pode ser verificada, por exemplo, na alteração que ocorre na pressão dos pneus de automóveis. Considere que um pneu sem câmara, cujo volume interno permanece cons- tante, é utilizado em um automóvel conforme o esquema a seguir: O aquecimento dos pneus durante o movimento provoca um aumento da pressão do ar contido no seu interior. Constata-se que um aumento na temperatura de uma massa fixa de gás, mantida a volume constante, acarreta um aumento na pressão exercida por essa massa de gás. Observando novamente o esquema, nota-se que P e T não variam na mesma proporção quando a temperatura é medida em graus Celsius (ºC). Em 1802, Joseph Gay-Lussac verificou que, se a temperatura fosse medida pela escala Kelvin (K), a pressão (P) e a temperatura (T) apresentariam variação proporcional. Lei de Gay-Lussac: para uma massa fixa de gás, mantida a volume cons- tante, a pressão exercida pelo gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Como vimos, em Matemática, duas grandezas são diretamente proporcionais quando o seu quociente é uma constante. Então, ao dobrar a temperatura abso- luta, a pressão do gás também dobra, mantendo o volume constante. Assim, temos: Lei de Gay-Lussac: P T k5 A ilustração representa a relação entre temperatura e pressão, para uma massa fixa de gás mantida a volume constante. C o n c e it o g ra f/ A rq u iv o d a e d it o raPinicial 5 1,84 atm tinicial 5 25 oC Pfinal 5 1,88 atm tfinal 5 40 oC após rodar 100 km H é lio S e n a to re /A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap30_p509a552.indd 540 7/2/18 1:50 PM 541CAPÍTULO 30 | GASES E SUAS TRANSFORMAÇÕES Experimentalmente, essa lei pode ser verificada observando a variação da pressão que ocorre quando uma massa fixa de gás, a volume constante, é sub- metida a aquecimento. P 2 T 2 2 2T 5 k 5 k Situação II P 1 T 1 1 T 5 k 5 k Situação I 2 1 T Situação 1 2T Situação 2 Temperatura (K) Press‹o 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 Observe que a razão P T (T em Kelvin) nas duas situações corresponde a um mesmo valor (k); logo, podemos concluir: P T P T 1 1 2 2 5 Certa massa de gás hélio (He), mantida em um recipiente fechado a 233 °C, exerce uma pressão de 1,50 atm. Calcule a que temperatura a pressão do gás hélio nesse recipiente será igual a 190 mmHg. Solução Para uma massa fixa de gás a volume constante, temos: P T k5 ou P T P T 1 1 2 2 5 . Lembre-se: a temperatura deve ser medida em Kelvin. Dados: P 1 5 1,50 atm P 2 5 190 mmHg 5 0,25 atm T 1 5 233 °C 1 273 5 240 K T 2 5 ? A seguir, substituímos os dados na equação, isolando a nossa incógnita (T 2 ): P T P T T T P T T 0,25 atm 240K 1,50 atm T 40K1 1 2 2 2 1 2 2 2 25 5 ? 5 ? 5⇒ ⇒ ⇒ Exercício resolvido A pressão e a temperatura em Celsius não são grandezas de proporcionalidade direta. Se a relação entre a pressão e a tem- peratura fosse feita na escala Celsius, o gráfico teria o aspecto mostrado ao lado. P –273 0 T (oC) 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 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap30_p509a552.indd 541 7/2/18 1:50 PM