VOLUME 1-349-350

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Capítulo 14 O comportamento físico dos gases
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 Teste nuclear 
da bomba XX-10 
Priscilla, Nevada, 
EUA, 1957.
Exercícios essenciais A critério do(a) professor(a) esta lista de exercícios poderá ser realizada em classe ou em casa.Resolva em seu caderno
 99. Há um certo tipo de balão popular na época das 
festas juninas. Contudo, esse tipo é um sério risco 
à população e ao ambiente. Soltá­lo é considerado 
crime em nosso país.
 a) Esses balões são abertos ou fechados?
 b) Explique por que eles sobem.
 c) Que risco representam para as pessoas? E para 
o ambiente?
 100. Nas cidades de clima quente, os aparelhos de ar 
condicionado são empregados para resfriar o ar da 
sala. Em algumas localidades mais frias, contudo, o 
aparelho de ar condicionado é usado para esquentar 
o ambiente.
Observe os desenhos abaixo e decida, justificando, 
qual é o desenho que mostra a maneira mais correta 
(garantindo maior eficiência para aquilo que se de­
seja) de se instalar o aparelho de ar condicionado em 
uma localidade de clima:
 a) quente b) frio
101. Apresente uma justificativa para o fato de hidrogê­
nio e hélio, quando usados para encher um balão, 
favorecerem a subida desse balão, mas dióxido de 
carbono e dióxido de enxofre não.
102. Nas mesmas condições de pressão e temperatura, 
qual é mais denso, hélio (He) ou metano (CH4)? 
Quantas vezes mais denso?
Exercício Resolvido
 103. (Unicamp­SP) Durante os dias quentes de verão, 
uma brincadeira interessante consiste em pegar 
um saco plástico, leve e de cor preta, encher 3/4 
de seu volume com ar, amarrar hermeticamente a 
sua boca, expondo­o, em seguida, aos raios solares. 
O ar no interior do saco é aquecido, passando a 
ocupar todo o volume. Como consequência, o saco 
sobe na atmosfera como um balão.
 a) Considerando a pressão atmosférica constante 
durante a brincadeira e considerando ainda 
que inicialmente o ar estava a 27 °C, calcule 
a variação da temperatura do ar no interior do 
saco plástico, entre a situação inicial e a final, 
quando o gás ocupa todo o volume.
 b) Qual é a relação entre as densidades do ar no 
início e no instante em que todo o volume do 
saco é ocupado?
 105. Dentro de um balão meteorológico há gás hidro­
gênio (H2) submetido a 1,5 atm e 20 °C. Calcule a 
densidade desse gás, nessas condições, em g/L.
 106. Se a atmosfera da Terra fosse exclusivamente for­
mada por gás oxigênio, quais dos seguintes gases 
poderiam, pelo menos em princípio, ser usados para 
fazer um balão subir?
 N2, CO, CO2, SO2, SO3, Ar, Kr, Xe
 107. Nas mesmas condições de pressão e temperatura, 
quantas vezes o gás butano (C4H10) é mais denso que 
o ar?
Aquecimento
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 Resolução
 a) Situação inicial Situação final
Vi 5 
3 __ 4 Vf Vf 
Ti 5 27 ºC 5 300 K Tf
n n
Patm Patm
Fazendo uso da Lei do Gás Ideal para os estados 
inicial e final, temos:
Patm z Vi 5 n z R z Ti
Patm z Vf 5 n z R z Tf
Dividindo as duas equações:
 
Patm z Vf _______ Patm z Vi
 5 
n z R z Tf _________ n z R z Ti
 
Como 
Vf __ Vi
 5 4 __ 3 :
Tf 5 4 z 300 _____ 3 5 400 K (127 °C)
Portanto a variação da temperatura é de 100 ºC.
 b) 
df __ di 5 
 m __ Vf __ 
 m __ Vi 
 5 
 1 __ Vf ___ 
 1 ___ 
 3 _ 4 Vf
 
 5 3 _ 4 
 
df __ di 5 
3 _ 4 ou 
di __ df 5 
4 _ 3 
 
 104. Logo após a explosão de uma bomba atômica na 
superfície da Terra, sobe uma enorme quantidade 
de poeira e cinzas, compondo o chamado cogumelo 
atômico (veja a foto abaixo). Explique como se forma 
o cogumelo atômico.
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Exercícios adicionais Seu (sua) professor(a) indicará o melhor momento para realizar os exercícios deste bloco. Resolva em seu caderno
108. (Fuvest­SP) São propriedades de toda substância no 
estado gasoso:
 I. Ocupar toda a capacidade do recipiente que a 
contém.
 II. Apresentar densidade bastante inferior à do 
líquido obtido pela sua condensação.
 Para ilustrar essas propriedades, utilizou­se um li­
quidificador em cujo copo foram colocadas algumas 
esferas pequenas, leves e inquebráveis. Explique 
como esse modelo pode ser usado para ilustrar as 
propriedades I e II.
 109. (UFC­CE) Ao desejar identificar o conteúdo de um 
cilindro contendo um gás monoatômico puro, um 
estudante de Química coletou uma amostra desse 
gás e determinou sua densidade, d 5 5,38 g/L, nas 
seguintes condições de temperatura e pressão: 15 °C 
e 0,97 atm. Com base nessas informações, e assu­
mindo o modelo do gás ideal:
 a) calcular a massa molar do gás;
 b) identificar o gás.
 R 5 0,082 atm z L z mol1 z K1
 110. (UFT­TO) Uma certa quantidade de gás está contida 
em um cilindro metálico, que é fechado em uma das 
extremidades e, na outra, é provido de um pistão 
móvel.
 Um estudante submeteu esse gás a um aquecimento 
progressivo e observou que o pistão se deslocava 
com o aumento da temperatura.
 Após observar esse fenômeno, ele formulou estas 
conclusões:
 I. o aquecimento provoca uma diminuição na 
densidade do gás contido no cilindro;
 II. o aumento da temperatura provoca um aumento 
da energia cinética média das moléculas do 
gás; e
 III. o aquecimento do gás não altera o produto 
 pressão 3 volume.
 Analisando­se essas três conclusões, é CORRETO 
afirmar que
 a) apenas a I está certa. 
 b) apenas a II está certa. 
 c) apenas a I e a II estão certas.
 d) apenas a II e a III estão certas.
Ar mais frio
Ar frio
Ar quente
Ar frio
Ar frio
Ar quente (camada de inversão)
Situação normal. Inversão térmica.
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Ar mais frio
Ar frio
Ar quente
Ar frio
Ar frio
Ar quente (camada de inversão)
Situação normal. Inversão térmica.
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InVERSãO TÉRMICA E DISPERSãO DOS POLuEnTES
Os	gases	expelidos	pelos	automóveis	e	chaminés	das	fábricas	estão,	geral-
mente, mais quentes que o ar atmosférico que se encontra sobre o local. Assim 
sendo,	eles	são	menos	densos	e	sobem.	Isso	está	esquematizado	na	figura	A.
Contudo, em certas circunstâncias decorrentes da complexa movimen-
tação	das	massas	de	ar	(assunto	estudado	pela	Meteorologia),	a	camada	de	
ar acima de uma cidade pode ficar mais quente que a inferior, conforme 
aparece no esquema da figura B.
Nessa	 situação,	 chamada	 de	 inversão térmica, os gases poluentes não 
conseguem subir, pois estão mais densos que essa camada superior. Assim, 
quando ocorre o fenômeno meteorológico da inversão térmica, a dispersão 
dos poluentes é grandemente dificultada, o que é especialmente prejudicial 
nos grandes centros urbanos.
▲ São Paulo, SP, em 2005, em dia de inversão térmica. Note o manto cinzento de 
poluentes sobre a cidade.
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