Questões Sobre Gás Ideal - Física - concurso

Com a exposição do garrafão ao sol, a temperatura do gás ideal aumenta, pois a radiação solar é absorvida pelo gás, aumentando sua energia interna. Portanto, a variação da temperatura do gás (ΔT) é positiva.

No entanto, como o garrafão é hermeticamente fechado, não há troca de matéria entre o gás e o exterior. Além disso, como a questão desconsidera a dilatação do garrafão, não há variação de volume do gás. Isso significa que o trabalho (W) realizado sobre o gás é nulo, pois o trabalho é definido como a variação de volume multiplicada pela pressão.

Portanto, a alternativa que descreve corretamente a variação da temperatura do gás (ΔT) e o trabalho (W) realizado sobre esse gás devido à exposição ao sol é a B) ΔT > 0; W = 0.

É importante notar que, se o garrafão não fosse hermeticamente fechado, o gás poderia se expandir, realizando trabalho sobre o meio exterior. Nesse caso, o trabalho realizado sobre o gás seria negativo, pois a pressão do gás diminuiria à medida que o volume aumentasse. No entanto, como o garrafão é hermeticamente fechado, essa possibilidade é excluída.

Além disso, é importante lembrar que, em uma situação real, o garrafão não é completamente rígido e pode sofrer uma ligeira dilatação devido à expansão do gás. No entanto, como a questão desconsidera essa dilatação, podemos ignorá-la e considerar que o volume do gás permanece constante.

Em resumo, a exposição do garrafão ao sol aumenta a temperatura do gás ideal, mas não há trabalho realizado sobre o gás devido à impossibilidade de expansão do volume.

Entre as alterações que ocorrem num reservatório submetido à produção de petróleo, pode haver a formação de uma capa de gás, antes inexistente, denominada capa de gás secundária. O gás que forma esta capa secundária provém:

• A)do gerador ativo.
• B)do petróleo.
• C)da água.
• D)da capa primária.
• E)das rochas do reservatório.

O gabarito correto é B). Isso ocorre porque, durante a produção de petróleo, a pressão do reservatório diminui, permitindo que os compostos voláteis presentes no petróleo sejam liberados e sejam transformados em gás. Portanto, a capa de gás secundária é formada a partir do próprio petróleo.

É importante notar que a formação de uma capa de gás secundária pode ter implicações significativas para a produção de petróleo. Por exemplo, a presença de uma capa de gás pode aumentar a pressão do reservatório, o que pode facilitar a extração do petróleo. No entanto, se a capa de gás for muito grande, pode dificultar a extração do petróleo, pois o gás pode ocupar o espaço que antes era preenchido pelo petróleo.

Além disso, a formação de uma capa de gás secundária também pode ter implicações para a segurança do reservatório e das instalações de produção. Por exemplo, se a capa de gás for muito grande, pode haver um risco de explosão ou de vazamento de gás, o que pode colocar em risco a segurança dos trabalhadores e do meio ambiente.

Em resumo, a formação de uma capa de gás secundária é um processo complexo que ocorre durante a produção de petróleo e pode ter implicações significativas para a extração do petróleo e para a segurança do reservatório e das instalações de produção. Portanto, é fundamental entender como essa capa de gás é formada e como ela pode ser gerenciada de forma eficaz.

Vamos analisar cada alternativa para encontrar a resposta certa.

Alternativa A) Se P = 2atm, V = 4L e T = 200 K, podemos rearranjar a equação P.V = C.T para encontrar o valor de C:

C = P.V / T = (2 atm) × (4 L) / (200 K) = 0,04 atm.L/K.

Portanto, a alternativa A está correta.

Alternativa B) A constante C pode ser positiva, pois não há nenhuma restrição na equação P.V = C.T que impeça C de ser positivo.

Alternativa C) A pressão do gás atua em todas as direções no interior do recipiente, pois o recipiente é indeformável e rígido. Isso significa que a pressão do gás é uniforme em todas as direções.

Alternativa D) Agora, vamos analisar a alternativa D. Uma característica importante do recipiente é que ele é adiabático, o que significa que não há transferência de calor entre o gás e o exterior. Além disso, o recipiente é indeformável, o que significa que o volume do gás não muda. Como o volume não muda, não há trabalho realizado pelo gás. Portanto, a alternativa D está correta.

Em resumo, embora a alternativa A esteja correta, a resposta certa é a alternativa D) Não é possível a realização de trabalho pelo gás.

para resolver esse problema, vamos utilizar a equação dos gases ideais, que relaciona a pressão, volume e temperatura desses gases. A equação é dada por:

onde P é a pressão do gás, V é o volume do gás, n é a quantidade de substância (em moles), R é a constante dos gases ideais e T é a temperatura em Kelvin.

Como o volume dos pneus praticamente não se alterou, podemos considerar que o volume V é constante. Além disso, como o problema não fornece informações sobre a quantidade de substância (n) e a constante dos gases ideais (R), vamos considerar que essas grandezas também são constantes.

Dessa forma, a equação dos gases ideais pode ser reescrita como:

onde K é uma constante.

Antes da viagem, a temperatura era de 27°C, que equivale a 300 K (pois 273 K é igual a 0°C). Logo, a pressão inicial P_i é igual a:

Ao percorrer um trecho longo, a pressão aumentou 10% em relação à pressão inicial. Logo, a pressão final P_f é igual a:

Como a pressão final é igual a KT, podemos igualar as duas expressões:

Dividindo ambos os lados pela constante K, obtemos:

Convertendo a temperatura de Kelvin para Celsius, obtemos:

Logo, a resposta correta é a opção D) A temperatura do ar nos pneus aumentou para 57°C.

Um gás ideal é comprimido por um agente externo, ao mesmo tempo em que recebe calor de 300 J de uma fonte térmica.

Sabendo-se que o trabalho do agente externo é de 600 J, então a variação de energia interna do gás é

• A) 900 J.
• B) 600 J.
• C) 400 J.
• D) 500 J.
• E) 300 J.

Vamos analisar melhor o que está acontecendo nesse processo. Quando o agente externo comprime o gás, ele está realizando trabalho sobre o gás, o que implica uma transferência de energia do agente externo para o gás. Além disso, o gás também recebe calor de uma fonte térmica, o que também aumenta sua energia interna.

A variação de energia interna do gás é dada pela soma do trabalho realizado pelo agente externo e do calor recebido pela fonte térmica. No caso, o trabalho realizado pelo agente externo é de 600 J e o calor recebido é de 300 J. Portanto, a variação de energia interna do gás é de 600 J + 300 J = 900 J.

Logo, a resposta certa é a alternativa A) 900 J. É importante notar que, nesse processo, o gás não realiza trabalho sobre o agente externo, pois ele está sendo comprimido. Além disso, a temperatura do gás também aumenta devido ao recebimento de calor.

Em resumo, quando um gás ideal é comprimido por um agente externo e recebe calor de uma fonte térmica, a variação de sua energia interna é dada pela soma do trabalho realizado pelo agente externo e do calor recebido. No caso, a resposta certa é a alternativa A) 900 J.

Essas afirmações estão relacionadas às propriedades dos gases ideais, que são substâncias que seguem as leis dos gases perfeitos. São consideradas como modelos ideais, pois não existem gases reais que atendam a essas condições.

A afirmação I está correta, pois volumes iguais de gases diferentes, na mesma temperatura inicial, quando aquecidos sob pressão constante de modo a sofrerem a mesma variação de temperatura, dilatam-se igualmente. Isso ocorre porque a expansão térmica é uma propriedade comum a todos os gases.

A afirmação II também está correta, pois volumes iguais de gases diferentes, na mesma temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas. Isso é conhecido como a Lei de Avogadro, que estabelece que, em condições de temperatura e pressão constantes, volumes iguais de gases contêm o mesmo número de moléculas.

Já a afirmação III está correta, pois uma dada massa gasosa, quando mantida sob pressão constante, tem temperatura T e volume V diretamente proporcionais. Isso é conhecido como a Lei de Charles, que estabelece que, a pressão constante, o volume de um gás varia diretamente com a temperatura.

Portanto, todas as afirmações (I, II e III) estão corretas, o que significa que a resposta certa é a opção E) I, II e III.

É importante notar que essas leis são fundamentais para o estudo da termodinâmica e são amplamente utilizadas em diversas áreas, como a química, a física e a engenharia.

Além disso, é importante lembrar que essas leis são válidas apenas para gases ideais, que são modelos teóricos que não existem na realidade. No entanto, elas são muito úteis para understanding e prever o comportamento de gases reais em diversas situações.

Em resumo, as afirmações I, II e III estão corretas e são fundamentais para o estudo da termodinâmica. É importante lembrar que essas leis são válidas apenas para gases ideais e que elas são muito úteis para understanding e prever o comportamento de gases reais.

Uma amostra de gás ideal está contida em um cilindro metálico que está imerso em uma grande quantidade de água a temperatura constante. O gás é comprimido lentamente numa transformação isotérmica. A variação da energia interna do gás (ΔU) e o trabalho W realizado pelo gás nesse processo são:

• A)ΔU = 0; W > 0
• B)ΔU = 0; W < 0
• C)ΔU > 0; W > 0
• D)ΔU < 0; W < 0

Vamos analisar cada opção para encontrar a resposta certa. Em uma transformação isotérmica, a temperatura do gás permanece constante. Isso significa que a energia interna do gás não muda, pois a temperatura é uma medida da energia interna do gás. Portanto, ΔU = 0.

Agora, vamos analisar o trabalho realizado pelo gás. Quando o gás é comprimido, o seu volume diminui. Isso significa que o trabalho realizado pelo gás é negativo, pois o gás está sendo comprimido e não está se expandindo. Portanto, W < 0.

Com essas informações, podemos eliminar as opções A), C) e D). A opção A) é inválida porque o trabalho realizado pelo gás é negativo, e não positivo. A opção C) é inválida porque a energia interna do gás não aumenta em uma transformação isotérmica. A opção D) é inválida porque a energia interna do gás não diminui em uma transformação isotérmica.

Portanto, a resposta certa é a opção B)ΔU = 0; W < 0. Isso ocorre porque a energia interna do gás não muda em uma transformação isotérmica e o trabalho realizado pelo gás é negativo quando ele é comprimido.

É importante notar que a compreensão dos conceitos de energia interna e trabalho é fundamental para resolver problemas de termodinâmica. Além disso, é importante lembrar que as transformações isotérmicas são muito comuns em processos naturais e em aplicações tecnológicas.

Em resumo, a resposta certa é a opção B)ΔU = 0; W < 0 porque a energia interna do gás não muda em uma transformação isotérmica e o trabalho realizado pelo gás é negativo quando ele é comprimido. Essa compreensão é fundamental para resolver problemas de termodinâmica e para entender os processos naturais e tecnológicos.