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20 01. (MACKENZIE) Num recipiente fechado e indeformável, temos 1mol de oxigênio (M = 16g) sob determinadas condições de tempera- tura e pressão. Introduzindo-se mais 80g de oxigênio nesse recipiente e mantendo-se constante a temperatura, o que ocorre com a pressão do gás? 02. (UNIP) Certa massa de um gás ideal sofre, sucessivamente, uma compressão isotérmica AB, uma expansão isobárica BC e uma redução de pressão isocórica CA, conforme ilustra o diagrama pressão x volume a seguir: A CB2b b 0 a 2a Volume Pressão Qual dos gráficos abaixo melhor representa a variação do volume com a temperatura? A CB2a a 0 c 2c Temperatura absoluta Volume a) B CA2a a 0 c 2c Temperatura absoluta Volume b) A CB 2a a 0 c 2c Temperatura absoluta Volume C BA 2a a 0 c 2c Temperatura absoluta Volume C AB2a a 0 c 2c Temperatura absoluta Volume c) d) e) 03. (PUC-SP) Um recipiente contém certa massa de gás ideal que, à temperatura de 27°C, ocupa um volume de 15 litros. Ao sofrer uma transformação isobárica, o volume ocupado pela massa gasosa passa a ser de 20 litros. Nessas condições, qual foi a variação de temperatura sofrida pelo gás? 04. (UFPE/UFRPE) Certa quantidade de gás ocupa um volume de 3,0 litros e sua temperatura é de 450 K. Sem que a pressão mude, sua temperatura é baixada para 300 K. Determine o volume do gás nessa nova situação. 05. Três recipientes contêm gases sob pressão e volume con- forme representado a seguir: As paredes dos recipientes são diatérmicas (permitem trocas de calor com o meio externo). Abrindo-se as válvulas A e B, os gases misturam-se, sem reações químicas, mantendo- se a temperatura constante (igual à temperatura ambiente). Qual o valor aproximado da pressão final da mistura? FÍ SI CA II I Dalton verificou que: A soma das pressões parciais dos gases componentes de uma mistura gasosa é igual a pressão total exercida pela mistura, desde que os gases não reajam entre si. Para determinamos a pressão total P da mistura gasosa, sabemos que o número de mols da mistura é dado por n=n1+n2+n3.......+nn (I) Aplicando a equação de Clayperon, PV = nRT, temos: n=PV / RT Calculando o número de mols de cada gás, temos: 1 1 1 1 P Vn R T ⋅ = ⋅ ; 2 2 2 2 P Vn R T ⋅ = ⋅ ; 3 3 3 3 P Vn R T ⋅ = ⋅ e assim por diante. Substituindo na expressão (I), temos: 3 31 1 2 2 1 2 3 P VP V P V P V T T T T ⋅⋅ ⋅ ⋅ = + + Questões Resolvidas 01. (FUVEST) Uma certa massa de gás ideal, inicialmente à pressão P0 , volume V0 e temperatura T0, é submetida à seguinte sequência de transformações: I. é aquecida à pressão constante até que a temperatura atinja o valor 2T0; II. é resfriada a volume constante até que a temperatura atinja o valor inicial T0; III. é comprimida à temperatura constante até que atinja a pressão inicial P0. a) Calcule os valores da pressão, temperatura e volume no final de cada transformação. b) Represente as transformações num diagrama pressão X volume. Solução: a) isobárica P0.2T0.2V0; isovolumétrica (P0/2).T0.2V0 ; isotérmica P0.T0.V0 b) P (3) (2) (1) BA=D 2T0 T0 2V0V0 P0 0P 2 V 02. Um recipiente fechado, à temperatura de 127°C, abriga 10,0 mols de moléculas de um gás ideal que exerce pressão de 1,5 atmosferas. Se o recipiente for aquecido até a temperatura de 277° C, qual o número de mols de moléculas que devem escapar para que o gás continue a exercer a mesma pressão? Solução: A situação inicial do gás corresponde à temperatura T0=(127+273)K = 400K e a pressão P0 = 1,5 atm, sendo o número de mols n1 = 10,0. Pela equação de Clapeyron: PV = n1RT = (10,0) (R) (400) = 4000 R (I). Na situação final, a pressão deve ser mantida em P = 1,5 atm, não se alterando também o volume V, que é o volume do recipiente. Como a temperatura passa para T2 = (277 + 273) K = 550 K, para que isso acon- teça o número de mols de moléculas deve ser diferente (n1). Aplicando novamente a equação de Clapeyron, obtemos: PV = n2RT2 = n2 R (550) (II). Fazendo (I) = (II), obtemos: n2R (550) = 4000R ⇒ n2= 7,27 mols A variação do número de mols de moléculas é: ∆n = n2 – n1 = (7,27-10) mols = –2,73mols O número de mols de moléculas que escapam é dado pelo módulo de |∆n| = 2,73mols. Questões Propostas 1 2 3 A B V2 = 500 cm3 P2 = 6.105 Nm-2 V3 = 120 cm3 P3 = 5.105 Nm-2 V1 = 200 cm3 P1 = 4.105 Nm-2 Prof. Sérgio Torres Caderno - 01 - Com Resoluções das Questões Física 15/05/2010 135/160
