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ALUNO_______________________________________________________________________ TURMA_______ MATRICULA______________ Assunto: Teoria Cinética dos Gases 1. Na figura abaixo, temos um pulverizador de compressão em inox e sua ficha técnica. Esse equipamento é utilizado em residências para pulverizar os jardins com veneno, a fim de eliminar insetos. Ficha Técnica Capacidade útil: 5 litros Peso vazio: 4,6 kg Vazão da ponta leque: 757 m min Pressão máxima: 414 kpa Disponível em: <http://www.guaranyind.com.br/equipamento/pulverizador-de- compressao-previa-inox-super-2s-76l>. [Adaptado]. Acesso em: 10 ago. 2017. MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE CURVELO Lista de Exercícios II Curso: MEA/EDI/ELE FÍSICA Professor Dr Carlos Henrique Moreira Lima ENTREGAR: Na última prova do semestre Em uma aula de Física, o professor utilizou o equipamento para contextualizar o tema gases ideais, desprezando qualquer alteração na temperatura e no volume do tanque, e fez algumas previsões para seus alunos a respeito do ar contido no interior do pulverizador vazio. Quanto às previsões que podem ser feitas pelo professor, é correto afirmar que: 01) quando acionamos algumas vezes a alavanca, a energia interna do ar contido no tanque aumenta. 02) a pressão do ar no interior do tanque não depende do número de mols do ar contido no tanque. 04) a energia interna do ar contido no tanque é diretamente proporcional ao número de mols do ar. 08) se o número de mols do ar contido no tanque for igual a 0,8 e sua temperatura for 27 C, então a pressão nas paredes do tanque será, aproximadamente, de 2394,0 kN m . 16) podemos utilizar a equação 1 2 1 2 P P T T = para relacionar as grandezas de dois estados distintos, antes e depois de acionarmos a alavanca. 32) quando acionamos a alavanca, o número de mols do ar contido no tanque aumenta. 2. Um cilindro A contém oxigênio puro e um cilindro B contém uma mistura de oxigênio e vapor d’água (oxigênio úmido). A pressão P, a temperatura T e o volume V dos gases nos dois cilindros são iguais. A razão entre o número de moléculas de vapor d’água e o número de moléculas de oxigênio no cilindro B é igual a r. Em relação ao conteúdo dos cilindros, considerando-os gases ideais, assinale o que for correto. Dados: 2O (massa molar 32 g), 2H O (massa molar 18 g), atm L R 0,082 , mol K = 231mol 6 10= moléculas e 0 K 273 C.= − 01) A massa total de gás no cilindro A é maior que a massa total de gás no cilindro B. 02) O número de moléculas de gás no cilindro B é maior que o número de moléculas de gás no cilindro A. 04) Se P 3 atm,= T 27 C,= V 41L= e r 0,1,= então o cilindro B contém mais de 0,4 mols de vapor d’água. 08) Se o cilindro B contém 2 mols de oxigênio úmido, r 0,1,= T 73 C= − e V 41L,= então P 1atm.= 16) A razão entre o número de moléculas de água e o número de moléculas de oxigênio passaria a ser r 2 se juntássemos os gases dos cilindros A e B em um único cilindro. 3. Suponha que a atmosfera de Vênus seja composta dos gases 2 2CO , N , Ar, Ne e He, em equilíbrio térmico a uma temperatura T 735 K.= a) Determine a razão entre a velocidade quadrática média das moléculas de cada gás e a velocidade de escape nesse planeta. b) Que conclusão pode ser obtida sobre a provável concentração desses gases nessa atmosfera? Obs.: Considere Vênus com o raio igual ao da Terra e a massa igual a 0,810 vezes a desta. 4. Os cilindros medicinais são destinados a armazenar gases sob alta pressão. Os cilindros são específicos para cada tipo de gás e são identificados segundo normas da ABNT, por cores diferentes e válvulas especificas para cada tipo de gás a ser envazado, como: Oxigênio Medicinal, Ar Comprimido Medicinal, Nitrogênio, Dióxido de Carbono e Óxido Nitroso. Um residente recebe um cilindro fechado com um determinado gás (considerar ideal e monoatômico) superaquecido a temperatura inicial de 327 C e baixa sua temperatura para uso a 27 C. Com diminuição da temperatura como fica a energia cinética média das moléculas? a) duplicada. b) reduzida em 1 4. c) reduzida à metade. d) inalterada. 5. Quando dez moles de um gás ideal são submetidos a um ciclo termodinâmico em uma máquina térmica, pode-se construir o gráfico de pressão versus temperatura, mostrado a seguir. Sabendo que as temperaturas dos pontos A, B, C e D são 800 K, 1200 K, 2600 K e 1400 K, respectivamente, e que o ciclo é completado em 2,0 segundos, calcule a potência da máquina por ciclo. Considere que a constante universal dos gases perfeitos é igual a 8,3 J (mol K). a) 16,6 kW b) 21,0 kW c) 33,2 kW d) 48,2 kW e) 68,4 kW 6. Um ciclo termodinâmico, para um mol de um gás monoatômico, consiste em 4 processos: AB isobárico;→ BC isocórico;→ CD isobárico;→ DA isocórico,→ representados no diagrama PV da figura. Sabe-se que 5AP 3,0 10 Pa,= 5 CP 1,0 10 Pa,= 3 3 DV 8,3 10 m , −= B AV 2,0 V .= Considere a constante universal dos gases R 8,3 J / K mol.= a) Calcule as temperaturas máxima e mínima em que opera o ciclo. b) Calcule o trabalho realizado pelo gás em um ciclo.
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