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Exercícios sobre transformações gasosas

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre as características dos três tipos de transformações gasosas (isotérmica, isobárica e isovolumétrica).

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 293 K. 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

(INTEGRADO-RJ) O gráfico abaixo representa um processo cíclico (ciclo) a que é submetido um gás ideal:

Analise-o. A opção em que aparece a correspondência das etapas numeradas (1 → 2 → 3 e 3 → 1), com suas respectivas denominações, é:

a) Isobárica, Adiabática e Isotérmica;

b) Isovolumétrica, Isobárica e Isotérmica;

c) Isovolumétrica, Isotérmica e Isobárica;

d) Isotérmica, Isobárica e Isovolumétrica;

e) Isovolumétrica, Isobárica e Adiabática.

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Questão 3

Antes de realizar uma viagem de carro, em um dia cuja temperatura era de 30oC, um senhor calibrou os pneus utilizando 3 atm de pressão. Quando chegou ao destino, depois de 5 horas de viagem, mediu novamente a pressão dos pneus e constatou 3,4 atm de pressão. Sabendo que a variação de volume dos pneus é desprezível, marque a alternativa que indica a temperatura em que se encontravam os pneus:

a) 70,4 oC

b) 115,2 oC

c) 125,1 oC

d) 121,5 oC

e) 152,1oC

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Questão 4

Uma empresa pretende utilizar balões para realizar uma operação de publicidade em uma praia. Os balões foram preenchidos com uma pressão de 760 mmHg, a uma temperatura de 32 oC. Ao chegar à praia, a temperatura estava em 42oC, mas a pressão ainda era de 760 mmHg. Quantas vezes o volume dos balões foi alterado ao chegar à praia?

a) 1,3

b) m3

c) 3,01

d) 1,03

e) 0,331

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra a). Os dados fornecidos pelo exercício são:

→ Temperatura inicial (T1) = 20oC

OBS.: Em exercícios de transformações gasosas, a temperatura deve ser sempre trabalhada na unidade Kelvin. Para tal, basta somar a temperatura em graus Celsius com 273. No caso dessa questão, a temperatura T1 é de 293 K.

- Pressão inicial (P1) = 2 atm

- Volume inicial (V1) = 30 m3

- Volume final (V2) = 50 m3

- Pressão final (P2) = ?

- Temperatura final (T2) = 293 K

Como a temperatura não sofreu alteração, temos uma transformação isotérmica (aquela que ocorre quando a temperatura é constante). A fórmula que deve ser utilizada é:

P1.V1 = P2.V2

2.30 = P2.50

50P2 = 60

P2 = 60
       50

P2 = 1,2 atm

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Resposta Questão 2

Letra c).

- A seta 2 para 3: Indica a parte da abscissa onde está a temperatura. Por essa razão, temos a representação de uma transformação isotérmica;

- A seta 1 para 2: Indica a parte da ordenada onde está o volume. Por essa razão, temos a representação de uma transformação isocórica ou isovolumétrica;

- A seta 3 para 1: Indica a variação da temperatura e do volume (são diretamente proporcionais), fato esse que está relacionado com uma situação em que a pressão é constante. Por essa razão, temos uma transformação isobárica.

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Resposta Questão 3

Letra a). O enunciado diz que o volume dos pneus é desprezível, por isso, temos uma transformação isovolumétrica (aquela em que não temos modificação do volume). Além disso, o enunciado fornece os seguintes dados:

→ Temperatura inicial (T1) = 30oC

OBS.: Em exercícios de transformações gasosas, a temperatura deve ser sempre trabalhada na unidade Kelvin. Para tal, basta somar a temperatura em graus Celsius com 273. No caso desse exercício, a temperatura T1 é de 303 K.

- Pressão inicial (P1) = 3 atm;

- Pressão final (P2) = 3,4 atm;

- Temperatura final (T2) = ?

Como temos uma transformação isovolumétrica, a fórmula que será utilizada para determinar o valor da temperatura final é:

 P1 = P
 T1      T2

  3  = 3,4
303    T2

3.T2 = 303.3,4

T2 = 1030,2
        3

T2 = 343,4 K

Como as respostas estão em graus Celsius, devemos subtrair o valor encontrado por 273 para encontrar o valor de T2.

T2 = 343,4 – 273

T2 = 70,4 oC.

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Resposta Questão 4

Letra d). Os dados fornecidos pelo exercício são:

→ Temperatura inicial (T1) = 32oC

OBS.: Em exercícios de transformações gasosas, a temperatura deve ser sempre trabalhada na unidade Kelvin. Para tal, basta somar a temperatura em graus Celsius com 273. No caso desse exercício, a temperatura T1 é de 305 K.

- Pressão inicial (P1) = 760 mmHg

- Volume inicial (V1) = x?

- Volume final (V2) = y?

- Pressão final (P2) = 760 mmHg

- Temperatura final (T2) = 42 oC

OBS.: Somando a temperatura em graus Celsius com 273, a temperatura T2 é de 315 K.

Como a pressão não não sofreu alteração, temos uma transformação isobárica (aquela que ocorre quando a pressão é constante). A fórmula que deve ser utilizada é:

 V1 = V
 T1      T2

   x   =   y  
 305    315

305.y = 315.x

Obs.: Como o exercício questiona quantas vezes o volume dos balões foi alterado (final), devemos isolar o valor de y na fórmula:

y = 315x
      305

y = 1,03 x

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