04 - Física_B (Gases perfeitos)

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Disciplina: Física Professor: André Paranaguá 
 Física B – Fl 04 – Gases perfeitos
Gases perfeitos
O movimento das moléculas é caótico;
Os choques são perfeitamente elásticos;
Não existem forças de atração entre as moléculas; e
As dimensões das moléculas são desprezíveis. 
Obs.:Um gás em Condições Normais de Pressão e Temperatura (CNPT)
- Pressão de 1 atm ou 760 mmHg;
- Temperatura de 273 K ou 0°C; e
 - Ocupa um volume de 22,4 litros
Conceito de mol
1 mol de um gás = número de moléculas desse gás
1 mol = 6,02 x 1023 moléculas (número de Avogadro)
Mol não é peso!
As variáveis de um gás
São temperatura absoluta, volume e pressão. 
Temperatura absoluta (T):
Está relacionada à energia cinética de translação das partículas de um gás.
Lembrar que: θK = θC + 273
Volume (V):
Como o gás ocupa todo recipiente, logo o volume do gás será o volume do próprio recipiente. 
Lembrar que:
1 dm³ = 1 l
1 m³ = 1000 l
1 cm³ = 1 ml = 10-3 l
Pressão (p):
p = 		F = força 	e 	A = área
A área S recebe choques das partículas.
Pressão X Volume X Temperatura
Figura 1 			Figura 2
(Figura 1) O que acontece com a pressão quando o volume é diminuído?
(Figura 2) O que acontece com o volume quando aumentamos a energia cinética (temperatura) dos gases? 
Equação de Clapeyron
p . V = n . R . T 
p => pressão
V=> volume
n => número de mol 
R => constante universal dos gases 
T=> temperatura absoluta
Constante Universal dos gases: = 8,31 
Aplicação 1: Um recipiente indeformável (volume interno constante) e hermeticamente fechado (não permite a entrada ou saída de gás) contém certa massa de gás perfeito à temperatura ambiente. Aquecendo-se esse gás, qual dos gráficos a seguir melhor representa o seu comportamento?
Aplicação 2: Na figura a seguir, os compartimentos A e B são separados por um êmbolo de peso P = 60 kgf e área S = 12 cm2, que pode deslizar sem atrito.
No compartimento B, são colocados 5,0 mols de um gás perfeito a uma temperatura de 27 °C. O volume ocupado por esse gás, em litros, vale:
Dados: R = 0,082 atm L/mol K;
1 kgf/cm2 = 1 atm.
a) 8,4		b) 22,8		c) 12,6		d) 24,6
Lei Geral dos gases
	Serve para estudar o que ocorre com as variáveis de uma determinada amostra de gás.
Aplicação 3: Certa massa de gás perfeito é colocada, a 27°C, em um recipiente de 5,0 L de capacidade, exercendo em suas paredes uma pressão equivalente a 2,0 atm. Mantendo-se a massa e transferindo-se o gás para um outro recipiente de 3,0 L de capacidade, quer-se ter esse gás sob pressão de 5,0 atm. Para tanto, a que temperatura deve-se levar o gás?
a) 450°C		b) 150°C		c) 177°C		d) 207°C
Transformações gasosas
	Transformação
	Como ocorre
	Isotérmica
	
	Isobárica
	
	Isométrica, Isocórica e Isovolumétrica
	
	Adiabática
	
Gráficos
Transformações isotérmicas
Transformações Isobáricas
Transformações Isométrica, Isocórica e Isovolumétrica
Aplicação 4: Determinada massa de gás num estado inicial A sofre as transformações indicadas no diagrama. O valor do volume no ponto B e a temperatura no ponto C valem, respectivamente:
a) 10l e 250K b) 250l e 10K c) 10l e 500K d) 10l e 10K
Energia interna (U) de um gás perfeito
A energia interna de um gás perfeito é função exclusiva ________________ e _____________________.
Para um gás real o zero absoluto não significa energia interna igual a zero. 
Energia cinética (Ec) molecular
k (constante de Boltzmann) não depende da natureza do gás.
A energia cinética existente, em cada partícula, de um gás perfeito é função exclusiva _____________________.
Aplicação 5: A teoria cinética dos gases propõe um modelo para os gases perfeitos, no qual:
a) a pressão do gás não depende da velocidade das moléculas;
b) as moléculas são consideradas partículas que podem colidir inelasticamente entre si;
c) a temperatura do gás está diretamente relacionada com a energia cinética das moléculas;
d) a pressão do gás depende somente do número de moléculas por unidade de volume.
Aplicação 6: O valor da temperatura de uma amostra de gás perfeito é consequência:
a) do calor de cada uma de suas moléculas. 
b) da energia potencial total de suas moléculas;
c) da energia potencial média de suas moléculas;
d) da energia cinética média de suas moléculas.
Exercícios da EEAR
1) (EEAR 2-2015-adaptada) A transformação termodinâmica em que o calor cedido ou absorvido se refere ao calor latente é a transformação
a) isobárica.			b) adiabática.
c) isométrica.			d) isotérmica.
2) (EEAR 2-2015) Ao estudar as transformações Termodinâmicas, um aluno lê a seguinte anotação em um livro:
Onde P0 e Pf são as pressões inicial e final, V0 e Vf são os volumes inicial e final; e T0 e Tf são as temperaturas inicial e final de uma amostra de gás ideal. O aluno pode afirmar corretamente que, nessa anotação, se referem: 
a) a amostras diferentes de gás ideal.
b) a uma mesma amostra de gás ideal.
c) somente ao número de mols de amostras diferentes.
d) à variação do número de mols em uma transformação.
3) (EEAR 1/03) Ocupa o volume de 22,4 litros um mol de qualquer:
a) substância.			
b) substância gasosa.
c) substância líquida.		
d) substância gasosa nas condições normais de temperatura e pressão.
4) (EEAR 1/03) Em uma transformação isobárica, ___________permanece constante, considerando-se o fluido como gás ideal e sendo P a pressão, V o volume e T a temperatura do gás.
o produto VxT.	c)	o produto P x V.
a razão P/T.	d)	a razão V/T.
5) (EEAR 1/03) Num recipiente de 100 litros, foram colocados 170 gramas de amoníaco (NH3) a 27°C. Sabendo-se que N = 14 g/mol, H = 1 g/mol e que R = 0,082 atm.L/mol.K, podemos afirmar que a pressão nesse recipiente é:
a) 2,46 atm.	b) 24,6 atm.	c) 1,23 atm.	d) 12,3 atm.
6) (EEAR 1/07Q) O volume, em litros, ocupado por 22g de gás carbônico (CO2), nas CNTP, é de aproximadamente: Dados: massas atômicas em g/mol: C=12, O=16 R= 0,082atm.l.mol-1.K-1 CNTP : Temperatura= 0°C ou 273 K Pressão= 1 atm ou 760 mmHg.
a) 2,0.	b) 11.	c) 40.	d) 1.
7) (EEAR 2/06Q) Em uma transformação isobárica, NÃO há variação de:
a) temperatura.	b) volume.	c) massa.	d) pressão.
8) (EEAR 1/04) Durante uma transformação isotérmica, o volume de uma certa massa gasosa dobra. Nesse caso, a pressão dessa massa:
a) reduz-se à quarta parte.		c) reduz-se à metade.
b) quadruplica.			d) dobra.
9) (EEAR 2//00) De acordo com o diagrama abaixo, uma determinada massa de um gás, num estado inicial A, sofre as transformações indicadas. Logo, o volume no ponto C é de:
1
22
2
 
6
4
8
V(L)
T
A 
= 100
 k
C
B
A
P(Atm)
a) 10. 
b) 16.	
c) 12.
d) 20.
10) (EEAR1/01A) O produto da pressão pelo volume de um gás é constante numa transformação:
a) isotérmica.		b) adiabática.	
c) isométrica.		d) isobárica.
11) (EEAR 1/2019) Um cilindro dotado de um êmbolo contém aprisionado em seu interior 150cm3 de um gás ideal à temperatura controlada de 22°C e à pressão de 2Pa. Considere que o êmbolo do cilindro pode ser movido por uma força externa, de modo que o gás seja comprimido a um terço de seu volume inicial, sem, contudo, variar a sua temperatura. Nessas condições, determine em Pascal (Pa) a nova pressão à qual o gás estará submetido.
a) 2		b) 3		c) 6		d) 9
12) (EEAR 2/03) Aquece-se uma certa massa de gás ideal a volume constante de 27°C até 127°C. Pode-se afirmar que a razão entre as energias cinéticas médias das moléculas, depois e antes do aquecimento, é de: 
a) 3/4.	b) 4/3.	c) 127/27.	d) 27/127.
13) A respeito dos gases que se encontram em condições nas quais seu comportamento pode ser considerado ideal, afirma-se que 
I. a grandeza que é chamada de temperatura é proporcional à energia cinética média das moléculas. 
II. a grandeza que é chamada de pressão é a energia que as moléculas do gás transferem às paredes do recipiente quecontém esse gás. 
III. a energia interna do gás é igual à soma das energias cinéticas das moléculas desse gás. 
Está(ão) correta(s) 
a) apenas I. 			b) apenas II. 
c) apenas III. 			d) apenas I e III.
14) (Espcex 2013) Em um laboratório, um estudante realiza alguns experimentos com um gás perfeito. Inicialmente o gás está a uma temperatura de 27°C em seguida, ele sofre uma expansão isobárica que torna o seu volume cinco vezes maior. Imediatamente após, o gás sofre uma transformação isocórica e sua pressão cai a um 
sexto do seu valor inicial. O valor final da temperatura do gás passa a ser de
a) 327 °C 	b) 250 °C	 c) - 27 °C 	d) –23 °C
15) (AFA 2012 Um motorista calibra os pneus de seu carro com uma pressão de 30 libras/pol² a uma temperatura de 27°C. Após uma viagem, a temperatura deles subiu para 47°C. Desprezando-se a variação de volume dos pneus e sabendo-se que 10% da massa de ar contida em um dos pneus escapou pela válvula durante a viagem, a pressão do ar neste pneu, ao término desta viagem, em libras/pol², é de aproximadamente 
a) 25 		b) 26 		c) 29 		d) 32
16) (EEAR 2/04) Dois corpos A e B, inicialmente a 200°C e 20°C, respectivamente. são colocados num sistema isolado, no qual só trocam calor entre si. Pode-se garantir que, com o decorrer do tempo, a temperatura do bloco A diminui enquanto a temperatura do bloco B aumenta, até que ambos atinjam a mesma temperatura no equilíbrio térmico. Esse fenômeno é descrito pela:
a) Lei zero da Termodinâmica. 	
b) 1ª Lei da Termodinâmica. 	
c) Lei de Ampère.
d) Lei de Kelvin.
17) (EEAR 2/04) "Volume molar" corresponde ao volume ocupado por:
a) um mol de um gás qualquer, em qualquer temperatura e pressão e tem o valor de 22,4 L.
b) um mol de um gás qualquer, a 25°C / 1 atm, e tem o valor de 22,4 L.
c) um mol de um gás qualquer, a O°C / 1 atm, e tem o valor de 22,4 L.
d) uma massa qualquer, de um gás qualquer, a O°C / 1 atm, e tem o valor de 22,4 L.
18) (EEAR 2/04) Uma certa massa de um gás ocupa um volume de 500 L a 273K e 20 atm. Quando dobrarmos ao mesmo tempo os valores da pressão e da temperatura desse gás, seu volume terá um valor igual a:
a) 500L.	b) 250L.	c) 1000L.	d) 200L.
19) (EEAR 2/06Q) Qual é o volume, em litros, ocupado por 19 gramas de Flúor (F2 ) numa temperatura de 27°C e pressão de 1,64 atm ?
(Dados: massa atômica do Flúor: 19g /mol; R=0,082 atm x L. /mol.K )
a) 7,5.	b) 15.	c) 30.	d) 35.
20) (AFA-96) Uma transformação sobre um gás ideal é informada por intermédio de um diagrama pressão-volume. Sabe-se que a representação gráfica de tal transformação é exibida por uma hipérbole. Podemos dizer que o processo é:
a) Isobárico.		b) Isotrópico	
c) Isotérmico. 		d) Isovolumétrico.
21) (ITA) Uma porção de gás pode ser aquecida sob pressão constante ou sob volume constante. Como irá variar a densidade do gás em cada uma dessas maneiras de aquecimento, respectivamente?
a) Diminui / Não varia.	c) Aumenta / Não varia.
b) Aumenta / Diminui.	d) Não varia / Aumenta.
Madureira ☎ 2450-1361 / 2451-0519 Campo Grande ☎ 2413-9300 / 2416-1400 / WWW.SISTEMAEDUCANDUS.COM.BR
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