Resumo e exercícios de estudo dos gases perfeitos Sex, 30 de Julho de 2010 20:35 GASES PERFEITOS www.nilsong.com.br
I) RESUMO DE FÓRMULA DOS GASES PERFEITOS
Certos gases obedecem a deterninadas propriedades que em geral não se aplicariam em gases reais. O gás que satisfaz o conjunto dessas protriedades constitui um modelo que será chamado de gases perfeitos. Em determinadas condições um gás real pode comportar-se como gás ideal como os gases muito rarefeitos.
a) Tabela
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b) Grandezas físicas.• P = pressão • V = volum • n = nº de mols do gas .•T = temperatur • R = constante universal dos gases
• P 1 = pressão no estado 1 • V 1 = vulume no estado 1; .• T 1 = temperatura no estado 1 • P 2 = pressão no estado 2; • V 2 = vulume no estado 2 • T 2 = temperatura no estado 2
.---II) EXERCÍCIOS DE REVISÃO E COMPLEMENTO1) Quatro mols de um gás perfeito está submetido a uma pessão de 200N/m² apresenta um temperatura de 227ºC. Caulcule o volume desse gás. Dado a constante universal do gás ideal R = 8,31J/mol.k.
Resp: 83,1 m3 2) No estado A um gás ideal apresenta pressão de 4 atm, volume de 10 litros e temperatura de 127ºC. Quando este gás evolui para um estado B ele apresenta pressão de 6atm e temperatura de 327ºC. Calcule o seu volume no esta B. Resp: 10 litros 3) A pressão de um gás ideal ,contido em um recipiente, varia isotermicamente com o volume segundo o gráfico a seguir.
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Determine:a) o volume quando a pressão sobre ele for 3 . 105 N/m² (resp: 3,3 m3);b) a pressão quando o volume for 4 m³
(resp: 2,5 .10 3
N/m 2
)4) Um gás perfeito apresenta uma pressão de 5atm quando o seu volume é 100 litros. Se apressão diminuir isotermicamente para 3atm, qual o novo volume do gás? (Resp: 166,67 litros)
5) Um gás ideal ocupa um volume de 200 cm3 na temperatura de 127ºC.Qual volume ocpará à
27ºC, mantendo-se a pressão constante? (Re
sp: 150 cm 3
)6) Um recipiente contém 30 litros de gás e exerce uma pressão de 2 atm. Calcule o volume ocupado quando a pressão for reduzida 1/3 da pressão que tinha antes. A temperatura é mantida constante.(Resp: 45 litros).7) 10 litros de um gás perfeito varia isobaricamente a sua temperatura como mostra o graáico. Determine:
.a) a temperatura do gás quando o volume for 15 litros (Resp: 150 K);b) o volume quando a temperatura for de 250k
(Resp: 25 litros)
..8) (Fuvest-SP) Um recipiente indeformável hermeticamente fechado, contém 10 l de um gás perfeito a 30ºC, suportando uma pressão de 2 atm. A temperatura do gás é elevada até atingir 60ºC.a) Calcule a pressão final do gás
(resp: 2,2 atm);
b) esboce o gráfico pressão X temperatura da transformação descrita.
9) (Fuvest-SP) Uma certa massa de gás ideal, inicialmente a pressão po, volume vo e temperatura T
o
, é submetida à seguinte sequência de transformações:I) é aquecida à pressão constante até que a temperatura atinja 2T
o
;II) é resfriada a volume constante até que a temperatura atinja o valor inicial T o
;III) é comprimida à temperatura constante até que atinja a pressão inicial p o
a) Calcule os valores da pressão, temperatura e volume no final de cada tranformação;b) represente as transformações num diagrama pressão X volume
10) Um gás considerado ideal tem o seu volume variando com a temperatura do estado A para o estado B isobaricamente. Sendo TA a temperatura no estado A e TB a temperatura no estado
B, com v A > vB, é
correto afirmar que: a) T A > T B ← b) T A < T B c) T A = T B
11) A pressão sobre um gás ideal ,contido em um recipiente, varia isovolumetricamente com a temperatura segundo o gráfico a seguir.
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Calcule:a) a pressão quando a temperatura for 120k (Resp: 0,48 atm)b) a temperatura quando a pressão for 1,0 atm
(Resp: 25 K).
12) Sob volume constante, um gás perfeito passa do estado A para o estado B com PA > PB. Considere as afirmações abaixo:I) o gás sofre um resfriamentoII) o gás tem a temperatura aumentadaIII) a temperatura permanece constanteIV) a transformação ocorrida é
isovolumétricaEstão corretas:a) I e II b) I e III c) II e IV d) I e IV ←
e) III e IV.
13) Dois mols de um gás perfeito mantido a temperatura constante em um recipiente fechado tem a pressão variando com o volume segundo gráfico abaixo:
Determine:
a) a temperatura do gás;
b) o volume quando a pressão for de 500 N/m²; c) a pressão quando o volume for de 5 m³.
14) Na superfície da água de um lago onde a pressão atmosférica é 1.105 N/m2, uma bolha de plástico submersa contendo um gás que se comporta como ideal apresenta um volume de 4 m
2
. Mantendo-se a temperatura da água constante e a bolha em equilíbrio térmico com esta, o volume que ela apresenta a 10 m de profundidade é:
a) 3 m3 b) 2 m3 c) 0,5 m3 d) 1,5 m3 e) 5 m3 Dados: Patm = 1.105 N/m2 e g = 10 m/s2.
. 15) Um local na superfície de um lago onde a pressão atmosférica é 1.105 N/m2 o volume de uma bola inflávil toda submersa contendo um gás com as propriedades de um gás perfeito é 8
m 3. Mantendo
a temperatura da água constante e a bola com a mesma temperatura da água, ela apresenta um volume de 0,5 m
3
em certa profundidade. A referida profundidade em que o referido objeto (bola) se encontra é: a) 100 m b) 80 m c) 130 m d) 170 m e) 150 m Dados: Patm = 1.105 N/m2 e g = 10 m/s2.
16) Uma bolinha inflável cheia de ar que tem as propriedades de um gás ideal apresenta na superfície da água onde a temperatura é de 27ºC um volume de 220 litros. Levada a uma profundidade de 500 m ela apresenta um volume de 4 litros. Depois ela é levada novamente a profundidade de 800 m onde a temperatura da água é a mesma dos 500 m. Em ambas
profundidades a temperatura dela e da água é a mesma. A temperatura da água a 500m e o volume a 800m serão respectivamente:
a) 5,2ºC e 2,52 L; b) 2ºC e 1,2 L; c) 5,1 ºC e 0,8 L; d) 4,2ºC e 3,2 L e) n.d.r
17) Um recipiente cilíndrico provido de um êmbolo móvel contém um gás ideal que ocupa uma altura de 10 cm a 100 K. Quando a temperatura aumenta isobaricamente para 300 k, a
variação de altura sofrida pelo gás é: a) 20 cm;
b) 30 cm; c) 15 cm; d) 5 cm; e) 11 cm
18) Um cilindro provido de um êmbolo móvel contendo 0,4 mol de um gás perfeito, suporta um bloco mantido em equilíbrio a uma altura de 80 cm da sua base conforme a figura abaixo.
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A massa do conjunto (êmbolo + bloco) é 20 kg. A temperatura do gás é: a) 20 K
b) 30 K c) 40 K d) 50 K e) n.d.r
Considere a constante universal dos gases R = 8 J/mol.k e g = 10 m/s2.
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Nilson