Questões de Concurso
Sobre gás ideal em física
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Nessas circunstâncias, tem-se que, no
Um modelo simples para o ar considera que ele é composto por dois átomos N e O e três moléculas diatômicas N2, O2 e NO. Considere o ar fazendo parte de um escoamento hipersônico no qual as temperaturas T atingidas sejam altas o suficiente para excitar modos energéticos translacional, rotacional e vibracional, distinguindo, é claro, os casos M monoatômicos e D diatômicos. Estamos considerando aqui um aquecimento que leva a excitação plena do modo energético vibracional. Sabendo que Ri é a constante do gás associado à espécie i, as energias internas ug de cada grupo M e D, respectivamente, são dadas por:
O ar pode ser aproximadamente considerado um gás diatômico, uma vez que ele é composto em sua maior parte por N2 e O2. O escoamento hipersônico de uma aeronave pelo ar pode fazer com que a temperatura ao redor de sua fuselagem chegue a ordem de 1 000K. As energias cinética e potencial de moléculas diatômicas podem ter modos energéticos translacional, rotacional, vibracional e eletrônico. Quais deles são excitados, totalmente ou parcialmente, em moléculas diatômicas nessas temperaturas?
Um gás ideal de Van der Waals é caracterizado por duas
equações de estado, que consistem em um melhoramento em
relação às equações de um gás ideal, quanto à correta descrição de
gases reais de mais alta densidade. As equações de estado do gás
ideal de Van der Waals podem ser expressas da seguinte maneira:
em que P corresponde à pressão,
T, à temperatura, V, ao volume, U, à energia interna e N, ao número
de moles.
A constante universal dos gases é 
e c, a
e b são constantes que dependem da natureza específica do
gás. Para um gás de oxigênio O2, por exemplo, tem-se c = 2,5;
a = 0,138 Pa.m6
e b = 32,6 x 10-6 m3
.
Em um determinado momento, o aquecedor é ligado, e o gás sofre uma expansão isobárica reversível até atingir o volume de 7,0 x 10-3 m3 , quando, então, o aquecedor é desligado.
Se a quantidade de calor total, entregue ao gás, foi de 500 J, qual foi, aproximadamente, em J, a variação da energia interna sofrida pelo gás?
Sabendo-se que a temperatura final do gás é 8T, qual a pressão final do gás nesse processo?
Qual a pressão interna do gás nesse estado?
Dado: constante dos gases ideais, R = 8,3 J/(mol ·K)
Dados: cp = 30 J/(mol•K) cv = 21 J/(mol•K)
A figura acima mostra, de forma esquemática, dois recipientes contendo dois gases ideais, conectados por meio de uma válvula, que está fechada inicialmente. Com base nessas informações e nos dados apresentados na figura, julgue o item subsequente.
Quando dois sistemas gasosos quaisquer em equilíbrio térmico entre si são colocados em contato térmico, tem maior temperatura aquele cuja pressão aumenta à volume constante.
Se a válvula for aberta e a pressão for mantida 10 atm, a temperatura TA permanecerá constante em tomo de 300 K e a temperatura TB abaixará para 237 K.
A figura acima mostra, de forma esquemática, dois recipientes contendo dois gases ideais, conectados por meio de uma válvula, que está fechada inicialmente. Com base nessas informações e nos dados apresentados na figura, julgue o item subsequente.
Se a válvula for aberta, a temperatura da mistura a uma pressão
de 10 atm deve ser superior a 200 K.
Dado: Considere R = 8,31 J/mol.K
Um tanque para armazenamento de metano, de capacidade de 13120 L, foi projetado para suportar uma pressão interna de 3040 mmHg. Os cálculos do projeto foram realizados assumindo que o metano tem comportamento ideal e que a massa de gás estocada no tanque deveria ser igual a 32 kg.
Dado:
R: constante dos gases ideais
R = 0,082 atm.L/mol.K
Um tanque para armazenamento de metano, de capacidade de 13120 L, foi projetado para suportar uma pressão interna de 3040 mmHg. Os cálculos do projeto foram realizados assumindo que o metano tem comportamento ideal e que a massa de gás estocada no tanque deveria ser igual a 32 kg.
Dado:
R: constante dos gases ideais
R = 0,082 atm.L/mol.K
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