Questões Sobre Termodinâmica - Física - Vestibular Tradicional

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41) Cinco mol de gás perfeito ocupam um volume de 5 m³ sob pressão de 2,0 atm e temperatura de 47 ºC. Sofrendo uma transformação isocórica até que a pressão passa a ser de 3,0 atm. A nova temperatura em Celsius do gás após a transformação é de:

A) 24,6.
B) 70,5.
C) 207.
D) 320.
E) 400.

A alternativa correta é letra C

Utilizando a Lei Geral dos Gases e substituindo os dados fornecidos no enunciado :

\frac{P_{1}}{T_{1}} = \frac{P_{2}}{T_{2}} \frac{2}{320} = \frac{3}{T_{2}} T_{2} = 480 K = 207 ° C

* K=C+273

Alternativa C.

42) Considere as afirmações abaixo, sobre gases ideais.

A) Apenas I.
B) Apenas II.
C) Apenas III.
D) Apenas I e II.
E) I, II e III.

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A alternativa correta é letra E

Todas as proposições estão corretas (ALTERNATIVA E). De fato:

I. O fato da constante R ser válida, é justamente o que define um gás ideal. Para gases reais, este comportamento é aproximadamente respeitado em condições de temperatura e pressão suficientemente afastadas dos pontos de mudança de fase.

II. Nas CNTP, temos sempre que cada 1 mol de gás ideal equivalerá a 22,4 L, e vice-versa. Essa correlação também é válida em outras temperaturas para outros volumes.

III. É empiricamente comprovado que a energia interna de um gás ideal é dada por U = kT, onde k é uma constante e T é a temperatura deste gás.

43) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo.

A) adiabática – interna
B) isotérmica – cinética
C) isotérmica – interna
D) adiabática – potencial.
E) isobárica - interna

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A alternativa correta é letra A

Um processo que ocorre com alta velocidade pode ser considerado como adiábatico, tendo sua quantidade de calor Q=0 (não há trocas de energia com o sistema e o meio externo). Nesse caso, pela primeira lei da Termodinâmica, o trabalho W é igual ao módulo da variação da energia interna ΔU :

ΔU = Q - W , mas Q=0

ΔU = -W

Logo, a alternativa que preenche corretamente as lacunas é a letra A.

44) Uma certa quantidade de gás ideal ocupa um volume V0 quando sua temperatura é T0 e sua pressão é P0. Expande-se, então, o gás, isotermicamente, até duplicar o seu volume. A seguir, mantendo o seu volume constante, sua pressão é restabelecida ao valor original P0. Qual a temperatura final do gás neste último estado de equilíbrio térmico?

A) T₀/4.
B) T₀.
C) 4xT_0.
D) T₀/2.
E) 2xT₀.

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A alternativa correta é letra E

O gás com variáveis termodinâmicas Po,Vo,To sofre uma transformação isotérmica até duplicar seu volume, logo, pela Lei de Boyle, obtemos :

2 . P_{o} . V_{o} = P_{1} . V_{1}

Depois o gás sofre uma transformação isovolumétrica e sua pressão volta a ser Po, portanto, pela Lei Geral dos Gases :

\begin{array}{l} \frac{P_{o} . V_{o}}{T_{o}} = \frac{P_{1} . V_{1}}{T_{1}} \\ \frac{P_{o} . V_{o}}{T_{o}} = \frac{2 . P_{o} . V_{o}}{T_{1}} \\ T_{1} = 2 T_{o} \end{array}

Alternativa E.

45) Uma sala tem 6m de largura, 10 m de comprimento e 4 m de altura. Deseja-se refrigerar o ar dentro da sala. Considere o calor específico do ar como sendo 30 J/mol K (use R = 8 J/mol K). Considerando o ar dentro da sala como um gás ideal à pressão ambiente P = 1 x 105 N/m², quantos mols de gás existem dentro da sala a 27 ºC?

A) 2 x 10²
B) 1x 10²
C) 3 x 10 ³
D) 2 x 10⁴
E) 1x 10⁴

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A alternativa correta é letra E

Utilizando a Equação de Clapeyron :

P.V=n.R.T

P=1.10⁵ N/m²

V = 6.10.4= 240 m³

T = 27 ºC = 300 K

R = 8 J/mol K

Logo,

n = P.V/ R.T = 1.10⁵ . 240 / 300.8 = 10000 = 1.10⁴ mols

Alternativa E.

46) Certa amostra de gás perfeito sofre as transformações A-B e B-C indicadas no diagrama pV.

A) 82.
B) 164.
C) 327.
D) 491.
E) 654.

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A alternativa correta é letra C

De A para B há uma transformação isocórica (volume constante), logo :

\begin{array}{l} \frac{P_{A}}{T_{A}} = \frac{P_{B}}{T_{B}} = \frac{2 . 10^{5}}{600} = \frac{1 . 10^{5}}{T_{B}} \\ T_{B} = 300 K \end{array}

De B para C, configura-se um processo isobárico (pressão constante) :

\begin{array}{l} \frac{V_{B}}{T_{B}} = \frac{V_{C}}{T_{C}} = \frac{1 . 10^{- 3}}{300} = \frac{2 . 10^{- 3}}{T_{C}} \\ T_{C} = 600 K = 327 ° C \end{array}

* K = C + 273

Alternativa C.

47) Um químico recolhe um gás a 18ºC, cujo volume é de 500 cm³. Para dimensionar a capacidade do recipiente, ele precisa conhecer qual será o volume do gás a 0ºC, se a pressão for mantida constante. O volume do gás será, em cm³, de:

A) 291.
B) 429.
C) 439.
D) 391.
E) 469.

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A alternativa correta é letra E

Pela Lei Geral dos Gases para pressão constante :

\begin{array}{l} \frac{V_{1}}{T_{1}} = \frac{V_{2}}{T_{2}} \\ \frac{500}{291} = \frac{V_{2}}{273} \\ V_{2} = 469 c m ³ \end{array}

Alternativa E.

48) O bico de uma seringa de injeção é completamente vedado, de modo a encerrar 1,0 cm³ de ar no interior da mesma, nas condições ambientais de temperatura e pressão. A seguir, puxa-se lentamente o êmbolo (como mostra a figur

A). O gráfico ao lado representa a variação da pressão P do ar em função do seu volume V. Sabendo-se que a transformação é isotérmica e desprezando os atritos. Calcule a pressão do gás no estado B.

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A alternativa correta é letra B

Utilizando a Lei de Boyle para transformações isotérmicas, temos :

P₁.V₁= P₂.V₂

Logo,

P_a.V_a = P_b.V_b

1.10⁵.1.10^-6 = 4.10^-6. P_b

P_b = 2,5.10⁴ N/m²

Alternativa B.

49) A temperatura de certa quantidade de gás ideal, à pressão de 1,0 atm, cai de 400K para 320K. Se o volume permaneceu constante, a nova pressão é de:

A) 0,8atm.
B) 0,9atm.
C) 1,0atm.
D) 1,2atm.
E) 1,5atm.

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A alternativa correta é letra A

Pela Lei Geral dos Gases para volume constante :

P1T1=P2T2

\begin{array}{l}  \end{array}

\begin{array}{l}  \end{array}

1400=P2320

\begin{array}{l}  \end{array}

\begin{array}{l}  \end{array}

P2= 0,8 atm

\begin{array}{l}  \end{array}

Alternativa A.

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50) Um cilindro munido de embolo contem um gás ideal representado pelo ponto 1 no gráfico . A seguir o gás é submetido sucessivamente a transformação isobárica (evolui do ponto 1 para ponto 2), isocórica (evolui do ponto 2 para o ponto 3) e isotérmica (evolui do ponto 3 para o ponto 1). Ao representar os pontos 2 e 3 nas isotermas , conclui-se que :

A) a temperatura do gás no estado 2 é 450K
B) a pressão do gás no estado 3 é 2 atm
C) a temperatura do gás no estado 3 é 600K
D) o volume do gás no estado 2 é 10L.
E) a pressão do gás no estado 2 é 2atm.

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A alternativa correta é letra E

Pelo gráfico, nota-se que no estado 2, a pressão do gás é de 2 atm. Alternativa E.

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