Questões de Vestibular
Sobre transformações gasosas em física
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Um experimento feito para verificar o comportamento dessas variáveis de estado empregou um gás contido no dispositivo representado na figura. No início do experimento, o gás ocupava o volume de 2 litros, quando a temperatura era T1 e a pressão P1 era 1 atm. Em seguida, o gás foi aquecido até a temperatura atingir duas vezes o valor de T1 . Nessas condições, o volume ocupado pelo gás, V2 , passou a ser de 4 litros.
A pressão do gás, P2 , ao final do experimento, era igual a
Sendo TB e TC as temperaturas, medidas na escala kelvin, dos estados B e C, a razão TB / TC é igual a:
Sabendo que a quantidade de gás permanece constante durante o processo, a temperatura final, TC, é de
Diagrama P-V.
Elaboração própria. As pressões alternam entre 1,0 atm e 2,5 atm, enquanto os volumes variam entre 2,0 L e 6,0 L nos trechos isocóricos. O percurso do ciclo é horário. Perdas mecânicas ou térmicas devem ser desprezadas e deve-se adotar que 1 atm = 1,0 × 105 Pa; 1L = 1,0 × 10–3 m3 .
O trabalho líquido realizado pelo gás por ciclo, em joules, é igual a:
Constantes
Constante de Avogadro (NA) = 6,02 × 1023 mol−1
Constante de Faraday (F) = 9,65 × 104 C·mol−1 = 9,65 × 104 A·s·mol−1 = 9,65 × 104 J·V−1·mol−1.
Constante de Planck (h) = 6,63 × 10−34 J·s
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 × 108 m·s−1
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 Torr = 1,01325 × 105 N·m−2 = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N·m = 1 kg m2·s−2 = 6,24 × 1018 eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 1 atm
Condições ambiente: 25 °C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol·L−1 (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gasoso. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie X em mol·L−1
ln X = 2,3 log X


A figura abaixo mostra que o gás, partindo do estado inicial p, de temperatura igual a 300 K, é submetido a um ciclo de transformações reversíveis, nos sentidos indicados pelas setas, e retorna ao estado inicial.
Considere 1l x 1 atm = 101,3 J.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
O trabalho líquido realizado pelo gás no ciclo completo vale ........ , e a temperatura do gás no estado r é ........ .
Seja W o trabalho total, efetivo, realizado pelo gás ao longo de um ciclo, isto é, todo o trabalho realizado pelo gás sobre a vizinhança, descontado todo o trabalho realizado sobre o gás pela vizinhança, ao se fechar um ciclo. Assim, W pode, em princípio, ter valor positivo, negativo ou nulo.
Seja Q a quantidade total, efetiva, de calor transferido para o gás pela vizinhança ao longo de um ciclo, isto é, todo o calor transferido para o gás pela vizinhança, descontado todo o calor transferido para a vizinhança pelo gás, ao se fechar um ciclo. Assim, Q pode, em princípio, ter valor positivo, negativo ou nulo.
Ao se fechar um ciclo, é correto afirmar que
Nesse momento, a pressão dentro do recipiente é
Ao elevar a temperatura do gás no interior do cilindro, atinge-se 147 oC. Nessa temperatura, a pressão P2 do gás será, aproximadamente,
O recipiente contém um gás em equilíbrio termodinâmico, ocupando um volume de 3,0.10–2m3 a 27° C. Aquece-se o gás muito lentamente, de modo que sua expansão possa ser considerada isobárica, até um novo estado de equilíbrio termodinâmico no qual sua temperatura seja igual a 52° C.
Considere a pressão atmosférica 1,0.105 N/m2 e o gás ideal. O trabalho realizado pelo gás durante esta expansão foi de
(www.aviacaocomercial.net)
Para se calibrar o pneu do carro num posto de serviços, a recomendação é colocar cerca 30 PSI, sigla em inglês para a unidade de pressão “libra-força por polegada quadrada”. Para o pneu de um avião, que é preenchido com nitrogênio puro em vez de ar, a regulagem recomendada é cerca de 200 PSI à temperatura ambiente de 300 K. No entanto, no momento do pouso, essa pressão interna pode aumentar significativamente, como consequência do calor gerado pelo impacto e atrito com o solo e pela ação dos freios, com a temperatura podendo atingir 1200 K.
(www.uol.com.br. Adaptado.)
Supondo que o volume do pneu não se altere, a pressão interna de nitrogênio no pneu durante o pouso pode atingir o valor de
Assinale a alternativa que indica corretamente em quais processos o gás absorve mais calor do que perde em um ciclo completo.

Sabendo que não houve variação da temperatura (298 K) e do volume do frasco, e que a pressão final no frasco foi de 2,0 atm, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, a quantidade, em mols, de argônio e de oxigênio contidos na alíquota de 5,0 L da seringa.
Dados: Massa atômica doH=1u R = 0,082 atm.L.K−1.mol−1