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Exercícios sobre Transformações Gasosas

Exercícios de Física

Dependendo do comportamento de uma das variáveis de estado (pressão, volume e temperatura), as transformações gasosas podem ser: Isotérmica, Isobárica e Isovolumétrica. Publicado por: Nathan Augusto Ferreira
questão 1

(Uneb-BA) Em condições tais que um gás se comporta como ideal, as variáveis de estado assumem os valores 300 K, 2,0 m3 e 4,0 x 10 4 Pa, num estado A. Sofrendo certa transformação, o sistema chega ao estado B, em que os valores são 450 K, 3,0 m3 e p. O valor de p, em Pa, é:

(a) 1,3 x 10 4

(b) 2,7 x 10 4

(c) 4,0 x 10 4

(d) 6,0 x 10 4

(e) 1,2 x 10 5

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questão 2

Em um recipiente fechado, certa massa de gás ideal ocupa um volume de 12 litros a 293k. Se este gás for aquecido até 302k, sob pressão constante, seu volume será:

(a) 12,37 L

(b) 13,37 L

(c) 14,37 L

(d) 12 L

(e) 13 L

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questão 3

(UFSC) O pneu de um automóvel foi regulado de forma a manter uma pressão interna de 21 libras-força por polegada quadrada, a uma temperatura de 14 ºC. Durante o movimento do automóvel, no entanto, a temperatura do pneu elevou-se a 55 ºC. Determine a pressão interna correspondente, em libras-força por polegada quadrada, desprezando a variação de volume do pneu.

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questão 4

O gráfico acima mostra a isoterma de uma quantidade de gás que é levado de um estado 1 para um estado 2. O volume do estado 2, em litros, é:

(a) 2 L

(b) 4,5 L

(c) 6 L

(d) 4 L

(e) 3 L

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respostas
Questão 1

No estado inicial (A), antes de sofrer a transformação, temos:

TA = 300 K

VA =  2,0 m3

PA = 4,0 x 10 4 Pa

O gás sofreu uma transformação e suas variáveis de estado no estado final (B) passaram a ser:

TB = 450 K

VA =  3,0 m3

Pb = ?

O exercício pede para calcularmos o valor da pressão, no estado final B, em pascal.

Para isso, basta aplicarmos a Lei Geral dos Gases Perfeitos e substituirmos os valores:

Letra (c)

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Questão 2

Dados:

No estado inicial (1), o gás tem:

V1 = 12 L

T1 = 293 k

Depois de aquecido, estado 2:

T1 = 302 k

V2 = ?

O enunciado da questão dá uma informação muito importante, ele fala que o gás foi aquecido sob pressão constante, logo, trata-se de uma transformação isobárica e, dessa forma, para resolvermos o problema, basta aplicarmos a lei de Gay – Lussac:

Letra (a)

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Questão 3

Dados:

No estado inicial, que agora identificaremos por 1, as variáveis de estado eram:

p1 = 21 libras-força por polegada quadrada

T1 = 14 ºC

No estado final, estado 2:

T2 = 55 ºC

p2 = ?

O exercício pede para calcular a pressão em libras-força por polegada quadrada depois do aumento da temperatura, assim vamos calcular p2.

O enunciado do exercício pede para desprezarmos a variação de volume, assim fica evidente que se trata de um exercício envolvendo uma transformação isovolumétrica. Para resolvermos o exercício, basta aplicarmos a equação da transformação isovolumétrica, também conhecida como Lei de Charles. Antes de aplicarmos a Lei de Charles, devemos transformar a temperatura que está em ºC para kelvin (K), que é a escala de temperatura absoluta.

Transformando a temperatura de ºC para K:

Tk = Tc  + 273

Assim:

(1): Tk = 14 + 273 = 287 k

(2): Tk = 55 + 273 = 328 k

Logo:

T1 = 287 K

T2 = 328 K

Aplicando a Lei de Charles:

p2 = 24

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Questão 4

No estado 1, temos:

P1 = 10 atm

V1 = 2,0 L

No estado 2:

P2 = 5 atm

V2 = ?

Como temos o gráfico de uma isoterma, indica que o gás foi do estado 1 para o dois sem que houvesse uma variação de temperatura, assim sendo, trata-se de uma transformação isotérmica. Para resolvermos a questão, vamos aplicar a lei da transformação isotérmica, também conhecida como Lei de Boyle – Mariotte:

Letra (d)

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