A partir da teoria cinética, tem-se que as moléculas de um gás mantêm um movimento aleatório e podem sofrer colisões. Entre duas colisões sucessivas, uma molécula se move em linha reta com velocidade uniforme. Tal percurso entre duas colisões sucessivas é chamado de Livre Caminho Médio e pode ser expresso pela equação:


onde λ é o livre caminho médio; d é o diâmetro da molécula; n é a densidade das moléculas no meio (moléculas/m³ ).
Considere uma amostra de oxigênio a 27 ºC e 1 atm (101,3×10³ Pa). Calcule o livre caminho médio da molécula de oxigênio, considerando o sistema como um gás ideal e que o tamanho da molécula de oxigênio é de 2,9 Å.
Dados: Constante de Boltzmann k = 1,381×10^-23 J.K^-1.
O valor calculado é, aproximadamente,

A figura 1 mostra esquematicamente a variação da pressão com o volume para um gás real em várias temperaturas, sendo T1 > T2 > T3 > T4 > T5. 





Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) diante de cada afirmativa a seguir.

( ) As curvas 1 e 2 seguem a Lei de Boyle para um gás ideal.
( ) O ponto P é conhecido como Ponto Triplo
( ) O ponto N é chamado de Ponto Crítico.
( ) O material no ponto Q está em estado líquido.

Assinale a alternativa com a sequência correta.

Uma certa massa de gás ideal está num estado termodinâmico em que a pressão vale P₀, o volume vale V₀, e a temperatura vale T₀. Essa massa de gás sofre um processo termodinâmico, e o volume passa a ser V, a pressão passa a ser P, e a temperatura passa a ser T. Sabe-se que P = 4P₀ e T = 2T₀. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do volume V em função do volume V₀.

A expansão rápida de um gás caracteriza uma transformação adiabática quando ocorre o resfriamento do gás sem que haja tempo para perdas de calor. Sua aplicação em refrigeradores é bastante conhecida, bem como efeitos cotidianos como no ar que sai das latas de spray é mais frio, quando assopramos as mãos, e em inúmeros processos ligados aos fenômenos atmosféricos.

Considere uma quantidade fixa de um gás ideal que passa por uma expansão adiabática e tem sua temperatura reduzida pela metade. Assinale a alternativa que indica a melhor aproximação para a razão entre os volumes final e inicial (V₂ / V₁), necessária.

À temperatura de 273 K e pressão de 1 x 10⁵ Pa, uma certa quantidade de criptônio é aquecida, a volume constante, até 873 K. A pressão final do gás, expressa em Pa, será, aproximadamente,

Um balão meteorológico esférico de hidrogênio perfeitamente elástico, de 66 cm de diâmetro, está ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é de 760 mm Hg. O diâmetro desse balão (expresso em cm), quando este estiver a 3.300 m acima do nível do mar, onde a pressão atmosférica é de 511 mm Hg, considerando-se a temperatura constante, será de, aproximadamente, 

Dados: Volume da esfera: V = 4.π.r³ /3 Adote: (53.448)^1/3 = 37,5 

O princípio que estabelece que, para uma determinada massa gasosa, mantida a volume constante, a pressão é diretamente proporcional à temperatura absoluta, é conhecido como:

A energia cinética média das moléculas de um gás está relacionada com a sua temperatura absoluta. Se um gás está com uma temperatura de 25 °C, qual o valor da energia cinética média de suas moléculas em termos da constante de Boltzmann k_B? 

O livre caminho médio λ das moléculas é a distância média percorrida por uma molécula entre duas colisões, e é dado por

onde N/V é a concentração de moléculas e A é a seção de choque de uma molécula, ou sua área efetiva como alvo, que é função do seu diâmetro molecular d.

Qual o valor, em metros, do livre caminho médio λ de moléculas de oxigênio quando T = 300 K e p = 100 kPa?

(Considere: o O₂ como um gás ideal, k = 1,4 x 10^-23J/K, π = 3 e d = 300 pm).

A função de distribuição de magnitude de velocidades possíveis de um gás hipotético é expresso por 𝐹(𝑣) = . Tendo em vista que esse gás obedece à relação de Boltzmann, 𝑆 = 𝑘_𝐵 𝑙𝑛(𝐹(𝑣)), qual expressão representa a variação de entropia que o sistema sofre ao passar do estado de equilíbrio 3. 𝑣₀ para o estado, também de equilíbrio, 2. 𝑣₀?

A primeira lei da termodinâmica, associada ao conceito de energia, pode ser expressa pela diferença entre o calor absorvido e o trabalho realizado nos processos termodinâmicos.

Um gás ideal no estado inicial está com pressão de 3 atm, volume de 1 L e energia interna de 456 J, após sofrer dois processos sucessivos: um isobárico, até atingir o volume de 3 L, e outro isocórico, até atingir o estado final com pressão de 2 atm, volume de 3 L e energia interna de 912 J.

Considerando que 1 atm . L = 100,0 J, assinale a alternativa que indica qual o calor trocado durante o processo, em Joules (J).

Na termodinâmica, o modelo mais simples estudado é dos gases ideais ou gases perfeitos, caracterizados pela equação geral dos gases ideais 𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇 (em que: P = pressão; V = volume; n = no de moles; R = constante universal dos gases; e T = temperatura absoluta).

Admita: 1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa = 1,01 x 10⁵ N.m^-2 e 𝑅 = 8,00 J.mol ⁻¹𝐾⁻¹ = 0,08 L.atm.mol ⁻¹𝐾 ⁻¹ .

O ar contido em uma sala de dimensões 5,00 m x 4,88 m x 3,00 m é considerado um gás ideal, com pressão de 1,0 atm e temperatura de 300 K.

Quantos moles de ar saem da sala caso a temperatura se eleve de 5 ºC e a pressão permaneça constante?

Seja uma massa gasosa que ocupa 90 litros de volume, sob uma temperatura de 27° C e pressão de 3 atm. Que volume ocupará o mesmo gás, se a pressão for 2 atm à temperatura de 7° C? 

Uma amostra de gás ideal sofre uma expansão isotérmica reversível estando a uma temperatura T = 90 ºC. Sabe-se que a amostra de gás ideal possui volume inicial Vi = 2 L, volume final Vf = 4 L e sua variação de entropia, neste processo, foi de 25 J/K. Considerando ln(2) = 0,69 e sendo a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol.K, pode-se AFIRMAR que o número de mols que constitui esta amostra de gás ideal é:

No estudo da teoria cinética dos gases, usamos o conceito de gás ideal, que é usado para explicar as propriedades macroscópicas de um gás.
De acordo com essa teoria, um gás apresenta comportamento próximo ao de um gás ideal quando

Considere as afirmações abaixo sobre gases ideais.

I - Um mol de qualquer gás ideal, nas condições normais de temperatura e pressão, ocupa sempre o mesmo volume no espaço.
II - Em um processo isobárico reversível, a variação de entalpia é igual ao calor transferido.
III- A energia interna de um gás ideal depende apenas de uma variável de estado termodinâmico.

Quais estão corretas?

Ficar em uma barreira durante um jogo de futebol pode ser muito perigoso, pois o impacto da bola sobre o defensor, que acaba por comprimi-la, pode machucar. 

Nessas condições, a pressão da bola, medida em atm, é igual a