Física - Livro 1-369-372

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369
4 PUC-SP Um recipiente contém certa massa de gás ideal que, na temperatura de 27 oC, ocupa um volume de 15 litros.
Ao sofrer uma transformação isobárica, o volume ocupado pela massa gasosa passa a ser de 20 litros. Nessas con-
dições, qual foi a variação de temperatura sofrida pelo gás?
5 Unitau (Adapt.) Um gás está confinado num cilindro provido de um pistão. O gás é, então, aquecido, e o pistão é
mantido fixo na posição inicial. Com base nessas informações classifique as proposições, a seguir, em verdadeiras
ou falsas.
J A pressão do gás aumenta.
J O trabalho realizado pelo gás é cada vez maior.
J A força que o gás exerce no pistão é cada vez maior.
J O volume do gás é alterado durante o processo.
J A energia interna do gás é cada vez maior.
6 FCC A figura abaixo representa um balão de gás fechado. x, y e z são diversas regiões deste balão; Px, Py e Pz são as
pressões exercidas pelo gás nas paredes do balão nas regiões x, y e z. Qual a relação entre Px, Py e Pz?
y
z
x
7 Uerj (Adapt.) A maior profundidade de um determinado lago de água doce, situado ao nível do mar, é igual a 10,0 m.
Qual o valor da pressão da água, em atmosferas, na parte mais funda desse lago?
FÍSICA Capítulo 6 Gases e Termodinâmica370
1 FCMS Um cilindro contém uma certa massa M0 de um
gás a T0 = 7 ºC (280 K) e pressão P0. Ele possui uma
válvula de segurança que impede a pressão interna
de alcançar valores superiores a P0. Se essa pressão
ultrapassar P0, parte do gás é liberada para o ambien-
te. Ao ser aquecido até T = 77 ºC (350 K), a válvula
do cilindro libera parte do gás, mantendo a pressão
interna no valor P0. No final do aquecimento, a massa
de gás que permanece no cilindro é, aproximada-
mente, de:
A 1,0M0
b 0,8M0
C 0,7M0
 0,5M0
 0,1M0
2 UFRGS 2019 Considere as afirmações abaixo, sobre o
comportamento térmico dos gases ideais.
I. Volumes iguais de gases diferentes, na mesma
temperatura inicial, quando aquecidos sob pres-
são constante de modo a sofrerem a mesma
variação de temperatura, dilatam-se igualmente.
II. Volumes iguais de gases diferentes, na mesma
temperatura e pressão, contêm o mesmo número
de moléculas.
III. Uma dada massa gasosa, quando mantida sob
pressão constante, tem temperatura T e volume V
diretamente proporcionais.
Quais estão corretas?
A Apenas I.
b Apenas II.
C Apenas I e III.
 Apenas II e III.
 I, II e III.
3 UFSM No gráfico estão representadas duas isotermas
e três transformações sucessivas 1 → 2, 2 → 3, 3 → 4.
P
0
4 3
2
1
V
A sequência das transformações é, respectivamente:
A isométrica, adiabática, isotérmica.
b isotérmica, isométrica, adiabática.
C adiabática, isotérmica, isobárica.
 isométrica, isotérmica, isobárica.
 isobárica, isotérmica, isométrica.
4 Unicamp O volume de 1 mol de gás ideal varia linear-
mente em função da temperatura, conforme o gráfico
abaixo.
V (L)
T (K)0
B
A
2V
0
V
0
T
0
2T
0
Calcule o trabalho realizado pelo gás ao passar do es-
tado A para o estado B.
Dados: V0 = 15 L, T0 = 300 K e R = 8,3 J/molK.
5 Inatel O diagrama a seguir representa uma transfor-
mação ABC de um gás ideal. A temperatura do gás no
estado A é igual a 27 ºC.
P (atm)
5
2
0
C
B
A
1 3 V (m3)
Calcule a temperatura do gás no estado B e no esta-
doC, em ºC.
6 UFJF 2019 Homens como Clapeyron, Boyle, Mariotte,
Gay Lussac, Van der Walls, entre outros, desen-
volveram importantes estudos envolvendo as
propriedades de gases. O comportamento de gases
reais se aproxima de gases ideais em condições de
baixas pressões, bem como para gases contidos
em um grande volume e gases mantidos a altas
temperaturas. Considere que, numa experiência de
laboratório, um recipiente de volume V, totalmente
fechado, contendo 1 mol de um gás ideal sob uma
pressão de 4,0 atm, é submetido a uma expansão
à temperatura constante e igual a 127 ºC, e que o
comportamento desse gás seja o de um gás ideal,
conforme mostra o gráfico. Neste caso, quando o
gás estiver ocupando um volume igual a 32,8 L, a
pressão exercida por ele será:
Dado: a constante universal dos gases perfeitos é R=0,082atm ⋅ 
⋅ litro/mol ⋅ K.
Exercícios propostos
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371
Gráfico da pressão em função do volume para um gás ideal a temperatura
constante.
A 0,32 atm
b 0,40 atm
C 1,0 atm
 2,0 atm
 2,6 atm
7 Fatec Submete-se um corpo gasoso a transformações
diversas.
P
1
P
2
A B
C
D
E
0 V
2
V
1
A Na expansão isobárica AB, o gás cede calor (Q < 0).
b Na expansão isotérmica AC, não intervém calor
(Q=0).
C Na expansão adiabática AD, o gás não realiza traba-
lho (t = 0).
 No esfriamento isométrico AE, o gás recebe calor
(Q > 0).
 n.d.a.
8 Fuvest Um gás, contido em um cilindro, à pressão
atmosférica, ocupa um volume V0, à temperatura
ambiente T0 (em Kelvin). O cilindro contém um pis-
tão, de massa desprezível, que pode mover-se sem
atrito e que pode até, em seu limite máximo, duplicar
o volume inicial do gás. Esse gás é aquecido, fazen-
do com que o pistão seja empurrado ao máximo e
também com que a temperatura do gás atinja quatro
vezes T0.
V
0
Na situação nal, a pressão do gás no cilindro de-
verá ser:
A metade da pressão atmosférica.
b igual à pressão atmosférica.
C duas vezes a pressão atmosférica.
 três vezes a pressão atmosférica.
 quatro vezes a pressão atmosférica.
9 UEMG 2019 Antes de viajar, o motorista calibrou os
pneus do seu carro a uma pressão de 30psi quando
a temperatura dos pneus era de 27 ºC. Durante a via-
gem, após parar em um posto de gasolina, o motorista
percebeu que os pneus estavam aquecidos. Ao con-
ferir a calibragem, o motorista verificou que a pressão
dos pneus era de 32 psi.
Considerando a dilatação do pneu desprezível e o ar
dentro dos pneus como um gás ideal, assinale a al-
ternativa que melhor representa a temperatura mais
próxima dos pneus.
A 29 ºC
b 38 ºC
C 47 ºC
 52 ºC
10 UFPE Uma certa quantidade de gás ocupa um volu-
me de 3 L 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.
11 PUC-RS Uma determinada massa de gás perfeito sofre
uma transformação isométrica. A pressão inicial vale
4,0atm e a temperatura inicial é de 47 ºC. Se a tempe-
ratura final é de 127 ºC, qual é o valor da pressão final?
12 EEAR 2019 É comum, na Termodinâmica, utilizar a
seguinte expressão: (P1 ⋅ V1)/T1 é igual a (P2 ⋅ V2)/T2.
Nessa expressão, P, V e T representam, respectiva-
mente, a pressão, o volume e a temperatura de uma
amostra de um gás ideal. Os números representam os
estados inicial (1) e final (2). Para utilizar corretamente
essa expressão é necessário que o número de mols,
ou de partículas, do estado final seja _________ do
estado inicial e que a composição dessa amostra seja
_________ nos estados final e inicial. Assinale a al-
ternativa que completa corretamente as lacunas da
frase acima.
A o mesmo – a mesma
b diferente – a mesma
C o mesmo – diferente
 diferente – diferente
13 Osec Um volume de 8,2 L é ocupado por 64 g de gás
oxigênio à temperatura de 27 ºC. Qual é a pressão no
interior do recipiente? Considere o oxigênio um gás
perfeito. (1 mol de O2 = 32 g).
A 2 atm
b 3 atm
C 4 atm
 6 atm
 n.d.a.
FÍSICA Capítulo 6 Gases e Termodinâmica372
14 Fuvest Um balão de volume constante contém um gás
perfeito, à temperatura de 327 ºC. Se a temperatura
passar ao valor 27 ºC, a relação entre as pressões ini-
cial e final será:
A
2
1
b
1
2
C
327
27
d
1
1
15 Mackenzie Lâmpadas elétricas possuem no seu inte-
rior um gás inerte. Suponha que ao ligar a lâmpada,
a temperatura se eleva de 27 oC a 127
o
C. Quanto à
pressão do gás, podemos afirmar que:
A aumenta na razão de
3
4
.
b aumenta na razão de
4
3
.
C diminui na razão de
3
4
.
d diminui na razão de
4
3
.
16 UFJF Um tubo de ensaio de formato cilíndrico, 30 cm
de altura e completamente cheio de ar é introduzido
no mar através da extremidade aberta, mantendo seu
eixo de simetria na vertical. Em seguida, o tubo é leva-
do até a profundidade de 40 m, onde a temperaturaé de 280 K. Considere a temperatura na superfície
do mar como 300 K, a densidade da água do mar
como 103 kg/m
3
, a pressão atmosférica como 1 atm
(10
5
 Pa) e g = 10 m/s
2
. Calcule a altura da coluna de ar
no interior do recipiente nessa profundidade. Consi-
dere o ar como gás ideal.
17 Enem 2019 Dois amigos se encontram em um posto
de gasolina para calibrar os pneus de suas bicicletas.
Uma das bicicletas é de corrida (bicicleta A) e a ou-
tra, de passeio (bicicleta B). Os pneus de ambas as
bicicletas têm as mesmas características, exceto que
a largura dos pneus de A é menor que a largura dos
pneus de B. Ao calibrarem os pneus das bicicletas A e
B, respectivamente com pressões de calibração pA
e pB, os amigos observam que o pneu da bicicleta A
deforma, sob mesmos esforços, muito menos que o
pneu da bicicleta B. Pode-se considerar que as mas-
sas de ar comprimido no pneu da bicicleta A, mA, e no
pneu da bicicleta B, mB, são diretamente proporcio-
nais aos seus volumes.
Comparando as pressões e massas de ar comprimido
nos pneus das bicicletas, temos:
A pA < pB e mA < mB
b pA > pB e mA < mB
C pA > pB e mA = mB
d pA < pB e mA = mB
e pA > pB e mA > mB
18 Uerj 2019 Novas tecnologias de embalagens visam a
aumentar o prazo de validade dos alimentos, redu-
zindo sua deterioração e mantendo a qualidade do
produto comercializado. Essas embalagens podem
ser classificadas em Embalagens de Atmosfera Modi-
ficada Tradicionais (MAP) e Embalagens de Atmosfera
Modificada em Equilíbrio (EMAP). As MAP são emba-
lagens fechadas que podem utilizar em seu interior
tanto gases como He, Ne, Ar e Kr, quanto composições
de CO2 e O2 em proporções adequadas. As EMAP
também podem utilizar uma atmosfera modificada for-
mada por CO2 e O2 e apresentam microperfurações
na sua superfície, conforme ilustrado abaixo.
Adaptado de exclusive.multibriefs.com. Admita que,
imediatamente após a colocação do gás argônio em
uma embalagem especíca, esse gás assume o com-
portamento de um gás ideal e apresenta as seguintes
características:
Pressão = 1 atm
Temperatura = 300 K
Massa = 0,16 g
Constante universal dos gases ideais =
= 0,08 atm ⋅L/mol ⋅ K
Massa molar do Argônio = 40 g/mol
Nessas condições, o volume, em mililitros, ocupado
pelo gás na embalagem é:
A 96
b 85
C 77
d 64
19 Cesgranrio Uma bola de aniversário, cheia de hélio, é
largada da superfície da Terra, subindo até a altitude
de 5  000 m. Durante a subida podemos afirmar que:
Adaptado de exclusive.multibriefs.com.