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Exercícios sobre lei de Boyle

Estes exercícios sobre a lei de Boyle testarão seus conhecimentos sobre aspectos teóricos e matemáticos em relação ao comportamento de um gás na transformação isotérmica.

Questão 1

(OSEC-SP) Um carro-tanque transportou gás cloro para uma estação de tratamento de água. Sabe-se que o volume do tanque que continha gás cloro era de 30 m3, que a temperatura era mantida a 20oC para a pressão ser de 2 atm e que na estação de tratamento de água esse cloro foi transferido para um reservatório de 50 m3 mantido a 293K. Ao passar do carro-tanque para o reservatório o gás sofreu uma transformação........ e a pressão do reservatório era.............

As lacunas são completamente preenchidas, respectivamente, com os dados:

a) isotérmica, 1,2 atm.

b) isométrica, 117 atm.

c) isobárica, 2 atm.

d) isocórica, 2 atm.

e) isovolumétrica, 1,2 atm.

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Questão 2

(Fund. Oswaldo Cruz-SP) O volume ocupado por certa massa de um gás é:

I. Inversamente proporcional à pressão exercida, mantendo-se constante a temperatura, ou seja, PV = P'V'.

II. Inversamente proporcional à temperatura absoluta, mantendo-se constante a pressão.

III. Inversamente proporcional à temperatura absoluta, mantendo-se constante o volume.

Qual está correto?

a) II, somente

b) I, somente

c) III, somente

d) II e III, somente

e) I, II e III

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Questão 3

Certo recipiente de capacidade 8,0 litros contém um gás ideal a 3,0 atm de pressão. Qual será o valor da pressão que esse gás ideal exercerá nas paredes do recipiente, se a temperatura for mantida constante e o volume for reduzido para 2,5 litros?

a) P = 9,6 atm.

b) P = 6,9 atm.

c) P = 7,6 atm.

d) P = 8,6 atm.

e) P = 5,6 atm.

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Questão 4

Considere o gráfico a seguir:

O gráfico acima indica o comportamento típico de um gás submetido à lei de Boyle, em que o produto entre pressão e volume é sempre uma constante (P.V = K). Com relação à curva, pode-se afirmar que:

a) Indica uma transformação isocórica

b) Indica uma transformação isotérmica

c) Indica uma transformação isovolumétrica

d) Indica uma transformação isobárica

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra a). O enunciado indica as temperaturas 20oC (somada a 273, temos 293 K) e 293 K (subtraindo de 273, temos 20oC), ou seja, elas são iguais, o que indica que o gás sofreu uma transformação isotérmica.

Além das temperaturas, o enunciado fornece os seguintes dados:

- Volume inicial: 30 m3

- Pressão inicial: 2,0 atm

- Pressão final: ?

- Volume final: 50 m3

Como a temperatura é constante, devemos utilizar a expressão matemática da lei de Boyle para os gases:

Pi.Vi = Pf.Vf

2.30 = Pf.50

60 = Pf.50

Pf = 60
       50

Pf = 1,2 atm

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Resposta Questão 2

Letra b). A transformação isotérmica (temperatura constante) é a única transformação gasosa em que as variáveis são inversamente proporcionais. Quando a pressão ou o volume são constantes, todas as outras variáveis são inversamente proporcionais.

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Resposta Questão 3

Letra a). Os dados fornecidos pelo exercício são:

- Volume inicial: 8L

- Pressão inicial: 3,0 atm

- Pressão final: ?

- Volume final: 2,5L

Como a temperatura é constante, devemos utilizar a expressão matemática da lei de Boyle para os gases:

Pi.Vi = Pf.Vf

3.8 = Pf.2,5

24 = Pf.2,5

Pf = 24 
      2,5

Pf = 9,6 atm

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Resposta Questão 4

Letra b). O gráfico indica uma transformação isotérmica porque apenas nesse tipo de transformação gasosa a pressão e o volume são inversamente proporcionais, como podemos comprovar no gráfico, pois, quanto maior o volume, menor a pressão.

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