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17 FÍ SI CA II I Questões Resolvidas p (pressão) t ( te m pe ra tu ra ) Temperatura crítica tc A F G E D H C B A umidade relativa do ar é definida pela razão entre a pressão parcial p que o vapor de água exerce e a pressão máxima de vapor pmax na mesma temperatura, isto é: µ = p / pmax. (ISOTERMAS DE ANDREWS) Realizando a transformação do estado líquido para vapor, em temperaturas sucessivamente maiores, verificamos que, quanto maior a temperatura, mais elevada a pressão máxima de vapor. O patamar torna-se menor e a liquefação torna-se mais rápida. A uma tempe- ratura característica da substância o patamar se reduz a um ponto e a liquefação torna-se instantânea. Esse ponto é chamado de ponto crítico. 01 . Dado o diagrama de estado de uma substância que aumenta de volume ao se fundir, identifique os estados da subs- tância que estão representados pelos pontos A, B, C, D, E, solução A = sólido, B = sólido + líquido, C = líquido, D = líquido + vapor, E = vapor, F = sólido + vapor, G = sólido + líquido + vapor, H = gás 02. (UNICAMP) O ar é capaz de reter uma certa concentração de vapor de água até atingir uma de saturação. Quando a concentração de vapor de água atinge essa densidade de saturação, ocorre uma condensação, ou seja, a água muda do estado gasoso (vapor) para o estado líquido. Esta densidade de saturação depende da temperatura como mostra a tabela a seguir. Temperatura (°C) 10 12 14 16 18 20 22 24 Densidade de saturação (g/cm3) 11 12 14 16 18 20 22 24 A umidade relativa (em porcentagem) é definida como a razão entre a densidade de vapor de água existente no ambiente e a densidade de saturação. Em um certo dia frio (12°C) a umidade relativa é de 75%. Qual será a umidade relativa dentro de um quarto aquecido a 24°C? (Admita que a densidade de vapor seja a mesma para ambas as temperaturas) Solução: Pela tabela vemos que a densidade de condensação a 12ºC é dsat=12g/cm3 e μ = 0,75, portanto a densidade de vapor fica: dvap = μ . ddat = 0,75.12 = 9,0g/cm3. Olhando a tabela novamente vemos que a 24ºC a dsat = 24g/cm3 , como a densidade de vapor é a mesma para as duas temperaturas temos: μ = dvap/dsat = 9,0/24 = 0,375 ou 37,5%¨ 0 P v 45° C tc = 31°C 25°C 20°C 15°C 10°C ponto crítico 01. (UFPA) Se a substância simples for expandida isotermicamente a partir do estado B, ela poderá sofrer: a) fusão b) liquefação c) solidificação d) sublimação e) vaporização 02. (UFPA) Uma mudança do estado A para o estado B chama-se: a) ebulição b) fusão c) sublimação d) vaporização e) solidificação 03. Quando um líquido está em equilíbrio dinâmico com o seu vapor, quais das seguintes condições podem existir? I. Não há transferência de moléculas entre o líquido e o vapor. II. A pressão do vapor tem um valor constante. III. Os processos opostos (vaporização e condensação) se realizam com igual velocidade. IV. A concentração do vapor varia com o tempo. a) I b) II e III c) I, II e III d) II e IV e) l e II Questões de Vestibulares Questões Propostas A figura representa o diagrama de fase de uma substância simples e refere-se aos dois próximos exercícios. pressão temperatura A B ponto crítico ponto tríplice 01. (UFPR) Pode-se atravessar uma barra de gelo usando-se um fio metálico em cujas extremidades estão fixos corpos de pesos adequados, sem dividir a barra em duas partes. Qual é a explicação para tal fenômeno? a) A pressão exercida pelo fio metálico sobre o gelo abaixa seu ponto de fusão. b) O gelo já cortado pelo fio metálico devido à baixa temperatura, solda- se novamente. c) A pressão exercida pelo fio sobre o gelo aumenta seu ponto de fusão, mantendo a barra sempre sólida. d) O fio metálico, estando naturalmente mais aquecido, funde o gelo; esse calor, uma vez perdido para a atmosfera, deixa a barra novamente sólida. e) Há uma ligeira flexão da barra; as duas partes, já cortadas pelo arame são comprimidas uma contra a outra, soldando-se. 02. (FEI) Duas vasilhas contendo água são mantidas em cidades A e B à mesma temperatura. Sabe-se que em A a água está fervendo, mas em B a água não está fervendo. Pode-se afirmar que: a) é impossível o fenômeno descrito. b) a altitude de A é maior que a de B. c) a altitude de B é maior que a de A. d) a temperatura ambiente em A é maior que em B. 03. (UFPB) Com relação ao nível do mar, a grandes altitudes a água se evapora a: a) temperaturas mais altas, porque a pressão atmosférica é maior. b) temperaturas mais baixas, porque seu calor específico é menor. c) temperaturas mais baixas, porque a pressão atmosférica é menor. d) temperaturas mais altas, porque seu calor específico é maior. e) temperaturas mais baixas, porque a pressão atmosférica é maior. 04. (UPE) Circunstâncias possivelmente en- volvidas no processo de ebulição livre da água: calor sensível, calor latente, pressão de vapor na atmosfera, pressão atmosférica, altitude em relação ao nível do mar. Considerando a possível influência desses fatores, assinale a alternativa correta. a) Em locais mais altos, a temperatura de ebulição deve diminuir, porque aumenta a pressão de vapor na atmosfera. b) O calor sensível, para iniciar a ebulição, a partir da temperatura am- biente, deve ser menor em locais mais altos. c) O calor latente para a ebulição deve ser maior em locais mais elevados. d) A pressão atmosférica é o único fator determinante da temperatura de ebulição livre da água. e) O calor sensível não tem qualquer participação no processo de levar a água à ebulição, a partir da temperatura ambiente. Prof. Sérgio Torres Caderno - 01 - Com Resoluções das Questões Física 15/05/2010 132/160
