Física - Ensino Médio - exercícios sobre gases

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Lista de estudo dos gases e trabalho realizado por um gás 2018 
1. Um gás passou do estado A para o estado B, como mostra a figura. Sabendo que 1atm=105Pa, 
calcule o trabalho realizado pelo gás nessa transformação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Sob pressão constante de 2.105Pa, certa quantidade de gás ideal se expande, passando do 
volume V1=4m3 para V2=7m3. Calcule o trabalho realizado pelo gás nessa transformação. 
 
3. (UFRGS-RS) Um gás encontra-se contido sob a pressão de 5.103N/m2 no interior de um 
recipiente cúbico cujas faces possuem uma área de 2m2. Qual é o módulo da força média 
exercida pelo gás sobre cada face do recipiente? 
 
4. Determinado gás passa por 3 estágios. No primeiro estágio estava sob uma pressão de 10N/m2 
e ocupando um volume de 0,1 m3, após isto teve um aumento de sua pressão para 30N/m2. No 
último estágio sua pressão continuou a mesma e o seu volume aumentou para 0,2m3. Com 
estas informações esboce o gráfico (VxP) e determine o trabalho realizado em joules nas 
transformações: a) A para B; 
b) B para C; 
c) ABC 
 
5. Os gráficos abaixo ilustram transformações de um gás. Analise os gráficos e defina qual o 
trabalho realizado do ponto A para o B para cada um deles? 
 
a) 
 
 
 
 
As próxima imagem está relacionada com os exercício 6, 7 e 8. 
 b) 
 
 
0 
2 
4 
2 
 
 
 
6. Suponha que o gás se expandiu sob uma pressão constante P=3.105N/m2. Considerando a área 
do pistão A =5.10-2m2 e que ele tenha se deslocado uma distância d=10cm, responda: 
a) Qual o valor da força F que o gás exerce sobre o pistão? 
b) Calcule o trabalho realizado pelo gás usando a expressão W=F.d 
 
7. Considere a situação descrita no exercício anterior. 
a) Qual foi a variação de volume (Vf-Vi) que o gás sofreu ao se expandir? 
b) Calcule o trabalho realizado pelo gás usando a expressão W=P.∆V 
c) A resposta obtida em (b) coincide com a resposta do exercício anterior? 
 
8. A figura mostra um sistema construído por um gás em expansão. Observando esta figura 
responda: 
a) A variação do volume do gás foi positiva, negativa ou nula? 
b) Então, o trabalho realizado foi positivo, negativo ou nulo? 
c) Neste caso, dizemos que o trabalho foi realizado pelo sistema ou sobre ele? 
 
Observe a figura e responda a próxima questão: 
 
 
9. A figura mostra um sistema construído por um gás em retração. Observando esta figura 
responda: 
a) A variação do volume do gás foi positiva, negativa ou nula? 
b) Então, o trabalho realizado foi positivo, negativo ou nulo? 
c) Neste caso, dizemos que o trabalho foi realizado pelo sistema ou sobre ele? 
 
 
 
 
 memória suficie nte para abrir a image m ou talvez ela esteja corrompi da.A image m não pode ser exi bida. Talvez o computador nã o tenha 
Reinicie o computador e abra o arquivo nova mente. Se ainda assim a parecer o x vermelho, poderá ser ne cessário excluir a image m e inserila novame nte. 
10. Observe a figura e suponha que o gás se expandiu, exercendo pressão constante P=2atm, 
desde o volume Vi=200cm3 até o volume Vf=500cm3. Qual o trabalho realizado pelo gás nesta 
expansão? (Dados: 1atm=10N/m2; 1cm3=10-6m3) 
 
 
 
Respostas: 
1. W=-2,4.105J; 
2. W=6.105J; 
3. F=104N; 
4. a)W=0, b)W=3J, c)W=0; 
5. a)W=4500J, b)W=12000J; 
6. a)F=15000N, b)W=1500J; 
7. a)∆V=5.10-3m3, b)W=1500J, c)sim; 
8. a)positiva, b)positivo, c)pelo sistema; 9. a)negativa, b)negativo, c)sobre o sistema; 
10. W=60,6J. 
 
11) (Uema 2015) No controle de qualidade de produção de seringa, para aplicação de injeção, fez-
se o seguinte teste: escolheu-se uma amostra da seringa fabricada e colocou-se 
6 33,0 10 m−
 de 
determinado gás. Em seguida, levou-se o sistema para uma estufa em que o volume passou para 
6 33,5 10 m−
 ao atingir o equilíbrio térmico. 
 
Considerando que esse processo ocorreu sobre pressão constante de 
51,5 10 Pa,
 calcule, em joule, 
o trabalho realizado pelo sistema. 
 
12. (Uern 2015) O gráfico representa um ciclo termodinâmico: 
 
 
 
Os trabalhos realizados nas transformações 
AB,
 
BC,
 
CD
 e 
DA
 são, respectivamente: 
a) Negativo, nulo, positivo e nulo. 
b) Positivo, nulo, negativo e nulo. 
 
c) Positivo, negativo, nulo e positivo. 
d) Negativo, negativo, nulo e positivo. 
 
 
13. Um cilindro com êmbolo móvel contém 100mL de CO2 a 1,0 atm. Mantendo a temperatura 
constante, se quisermos que o volume diminua para 25 mL, teremos que aplicar uma pressão igual 
a: 
a) 5 atm. b) 4 atm. c) 2 atm. d) 0,4 atm. e) 0,1 atm 
 
14. Sem alterar a massa e a temperatura de um gás, desejamos que um sistema que ocupa 800 
mL a 0,2 atm passe a ter pressão de 0,8 atm. Para isso, o volume do gás deverá ser reduzido para: 
a) 600 mL. b) 400 mL. c) 300 mL. d) 200 mL. e) 100 mL. 
 
15. Uma certa massa de gás, é mantida com temperatura constante, apresenta 100 cm3 confinados 
a 1 atm de pressão. Qual o volume final da mesma massa de gás, quando a pressão passar para 
4 atm? 
a) 20 cm3. b) 25 cm3. c) 50 cm3. d) 75 cm3. e) 400 cm3. 
 
16. A cada 10 m de profundidade a pressão sobre um mergulhador aumenta de 1 atm com relação 
à pressão atmosférica. Sabendo-se disso, qual seria o volume de 1 L de ar (comportando-se como 
gás ideal) inspirado pelo mergulhador ao nível do mar, quando ele estivesse a 30 m de 
profundidade? 
a) 3 L. b) 4 L. c) 25 mL. d) 250 mL. e) 333 mL. 
 
17. Um recipiente cúbico de aresta 20 cm contém um gás à pressão de 0,8 atm. Transfere-se esse 
gás para um cubo de 40 cm de aresta, mantendo-se constante a temperatura. A nova pressão do 
gás é de: 
a) 0,1 atm. b) 0,2 atm. c) 0,4 atm. d) 1,0 atm e) 4,0 atm. 
 
18. (PUC-SP) De acordo com a lei de Robert Boyle (1660), para proporcionar um aumento na 
pressão de uma determinada amostra gasosa numa transformação isotérmica, é necessário: 
a) aumentar o seu volume. 
b) diminuir a sua massa. 
c) aumentar a sua temperatura. 
d) diminuir o seu volume. 
e) aumentar a sua massa. 
19. Um recipiente com capacidade para 100 litros contém um gás à temperatura de 27ºC. Este 
recipiente e aquecido até uma temperatura de 87ºC, mantendo-se constante a pressão. O volume 
ocupado pelo gás a 87ºC será de: 
a) 50 litros. b) 20 litros. c) 200 litros. d) 120 litros. e) 260 litros. 
 
 memória suficie nte para abrir a image m ou talvez ela esteja corrompi da.A image m não pode ser exi bida. Talvez o computador nã o tenha 
Reinicie o computador e abra o arquivo nova mente. Se ainda assim a parecer o x vermelho, poderá ser ne cessário excluir a image m e inserila novame nte. 
20. Um balão que contém gás oxigênio, mantido sob pressão constante, tem volume igual a 10 L, 
a 27°C. Se o volume for dobrado, podemos afirmar que: 
a) A temperatura, em °C, dobra. 
b) A temperatura, em K, dobra. 
c) A temperatura, em K, diminui à metade. 
d) A temperatura, em °C, diminui à metade. 
e) A temperatura, em °C, aumenta de 273 K. 
21. Certa massa gasosa ocupa um volume de 800mL a – 23°C, numa dada pressão. Qual é a 
temperatura na qual a mesma massa gasosa, na mesma pressão, ocupa um volume de 1,6 L? 
a) 250 K. b) 350 K. c) 450 K. d) 500 K. e) 600 K. 
 
21. Um homem verificou a pressão e a temperatura dos pneus de seu carro de manha. Obteve 
pressão igual à po e temperatura igual a 27 °C. Após rodar bastante, a medida da temperatura 
passou para 57 °C. Determine a pressão dos pneus nesta temperatura. Resposta: 1,1 po 
 
22. A densidade do nitrogênio, nas condições normais de temperatura e pressão é de 1,25 
kg/m3. Qual seráa massa de 10 litros de nitrogênio à pressão de 700 mmHg e 40 °C? Resposta: 
10 g 
 
23. Uma certa quantidade de gás ideal ocupa um volume Vo quando sua temperatura é To e sua 
pressão é po. Expande-se, então, o gás, isotérmicamente, até duplicar seu volume. A seguir, 
mantendo o seu volume constante, sua pressão é restabelecida ao valor original. Qual a 
temperatura do gás neste último estado térmico? Resposta: 2 To 
 
24. Dois gases perfeitos G1 eG2, estão contidos em recipientes rígidos, ligados por um tubo 
longo, de secção reta igual a 1,0 cm2, conforme o esquema. 
 
 Êmbolo 
 Os gases que inicialmente tem volumes iguais a 1,00 x 103 cm3 e temperaturas iguais a 27 
°C, são separados por um êmbolo que pode mover-se sem atrito. O êmbolo permanece no interior 
do tubo longo, durante a transformação em que a temperatura de G1 aumenta 100 °C e a 
temperatura de G2 diminui 100 °C. Calcule, em cm, o deslocamento que o êmbolo sofre. Resposta: 
aproximadamente 3,33 x 102 cm 
 
25. Na figura 1, mostra-se um manômetro de Hg, graduado em cm, que aprisiona uma certa 
massa de gás em equilíbrio. Adiciona-se uma nova quantidade de Hg pela extremidade aberta 
do manômetro, e após um novo equilíbrio, obtém-se a figura 2. Sabe-se que a temperatura 
ambiente manteve-se constante; desprezando-se qualquer vazamento do gás e sendo de 70 
cmHg a pressão atmosférica, determine o valor do nível x. 
 
 
 G 1 G 2 
 
 50 50 
 x 
10 
 5 7 
 
 
 
 figura 1 figura 2 
Resposta: 21 
 
 
 
 
26. Um recipiente de capacidade 2 litros contém 0,02 mol de um gás perfeito a 27 °C. Mantendo 
o volume constante e aquecendo-se o gás até 227 °C, determine as pressões inicial e final do 
gás. Resposta: 0,246 atm e 0,41 atm 
 
27. Observe o gráfico abaixo: 
 
 p (N/m2) 
 
 pA A 
 
 pC C 
 T3 
 PB B T2 
 T1 
 VA VB=VC V (m3) 
 
 A figura representa hipérboles eqüiláteras, diagramas pV = constantes, de um gás perfeito. 
Ele sofre as transformações AB e Bc indicadas. Sabe-se que: VB = 2VA e T3 = 1,5 T1. Sendo VA 
= 1,00 m3; pA = 2,00 x 103 N/m2 e TA = 200 K, determine pressões, volumes e temperaturas do gás 
nos estados B e C. 
Resposta: Estado B: 2 m3, 200 K, 1,00 x 103 N/m2 
Estado C: 2 m3, 300 K, 1,5 x 103 N/m2 
 
28. Um litro de ar nas CNTP tem massa de 1.293 g. Qual a massa deste ar sob pressão de 
770 mmHg e 0 °C de temperatura? 
Resposta: 1.310 g 
 
29. Um recipiente está totalmente cheio de gás atmosférico nas CNTP. Sabendo que o recipiente 
possui uma válvula de segurança cuja área da secção é de 5 cm2, sobre a qual descansa um 
contrapeso de massa 9,81 kg, determine a temperatura que abrirá a válvula. Resposta: 
aproximadamente 808 K 
 memória suficie nte para abrir a image m ou talvez ela esteja corrompi da.A image m não pode ser exi bida. Talvez o computador nã o tenha 
Reinicie o computador e abra o arquivo nova mente. Se ainda assim a parecer o x vermelho, poderá ser ne cessário excluir a image m e inserila novame nte. 
 
30. Da teoria cinética dos gases sabemos que: a temperatura absoluta de uma massa gasosa 
corresponde à velocidade quadrática média das moléculas do gás. Se uma molécula de O2, de 
massa 5,3 x 10-26 kg, está na superfície da Terra, com energia cinética correspondente a 0 °C, 
e sendo a sua velocidade dirigida para cima, sem que colida com outras partículas durante a 
subida, a que altitude ela chegará? 
Resposta: aproximadamente 11 km 
 
31. Um gás perfeito, que no estado A está à temperatura de 27 ºC, sofre as transformações 
mostradas no gráfico a seguir, indo para o estado D. A temperatura dessa massa gasosa no 
estado D será: 
 
 
 
32. Em problemas de química e de física dos gases aparece com frequência a sigla CNTP, 
que quer dizer: condições normais de temperatura e pressão. Os valores de pressão e 
temperatura normais são, respectivamente: 
a) 1 atm e 100 K 
b) 13 atm e 0 K 
c) 10 atm e 273 K 
d) 1 atm e 273 K 
e) 1 atm e 300 K 
 
33. Um gás ideal, contido num recipiente provido de um êmbolo móvel, ocupa um volume V1 = 
9 litros quando a pressão é p1 = 2 atm e a temperatura é T1 = 27 ºC. Numa primeira experiência, 
o gás sofre uma transformação, representada no gráfico da figura I, de forma que a pressão 
atinge o valor p2 = 3 atm. 
a) Diga qual o tipo de transformação sofrida pelo gás e calcule o volume V2 por ele ocupado 
em sua nova condição. 
Numa segunda experiência, partindo das mesmas condições iniciais, o gás sofre a transformação, 
representada no gráfico da figura II, de forma que sua temperatura atinge o valor T2 = 57 ºC. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 p 
p 
3 p 
pressão 
0 V 
volume 
B 
5 V 
A 
3 V 
C 
D 
 
b) Diga qual o tipo de transformação sofrida pelo gás e calcule o volume V2 ocupado pelo gás 
em sua nova condição. 
 
 
 
34. Após uma determinada transformação de um gás ideal de massa constante, sua pressão 
duplicou e seu volume triplicou. Logo, sua temperatura em Kelvin foi? 
35. (FM Itajubá – MG) Um gás perfeito a 27 ºC sofre uma expansão isotérmica de A para B, 
caindo sua pressão a 1/5 (um quinto) do valor inicial. Determinar, para o estado B, o volume, a 
pressão e a 6º) Um volume de 8,2 litros é ocupado por 64 g de gás oxigênio, à temperatura de 
27 ºC. Qual é a pressão no interior do recipiente? (Dados: 1 mol de O2 = 32 g e R = 0,082 
atm.l/K.mol ; R = 8,31 J/K.mol) 
36. 
 
37. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
p (atm) 
T (ºC) 
P 1 
P 2 
Figura I p (atm) 
T (ºC) 
T 2 T 1 
Figura II