GASES

QUESTÃO 16 Uma certa massa de gás perfeito que se encontra no estado1, caracterizado por p1 = 2,0 atm, V1 = 40 litros e T1 = 400 K, sofre as seguintes transformações: I. isobárica, até que sua temperatura absoluta dobre; II. a seguir, isotérmica, até que o volume ocupado se reduza à metade; III. finalmente, isocórica, até que a pressão se reduza à quarta parte. Os valores finais da pressão, em atm, do volume, em litros e da temperatura, em K, serão, respectivamente, a) 2,0 , 40 , 800 b) 2,0 , 20 , 200 c) 1,0 , 40 , 200 d) 1,0 , 20 , 800 e) 0,50 , 40 , 400

RESOLUÇÃO RESPOSTA: C Estado inicial Estado final V1 = 40L T1 = 400K ISOBÁRICA ISOCÓRICA V1 = 40L T1 = 400K Estado inicial P1 = 2 atm V = 80L T = 800K P = 2 atm V = 40L T = 800K P = 4 atm V = 40L T = 200K P = 1 atm Estado final ISOTÉRMICA RESPOSTA: C

QUESTÃO 17 O estado de um gás ideal pode ser descrito por algumas de suas propriedades: quantidade de matéria expressa em mols, pressão, volume e temperatura. Essas propriedades não são totalmente independentes; estão relacionadas entre si de tal modo que, definindo-se três delas, a quarta torna-se também definida. Considere os gases reais I, II, III e IV (supostos diferentes), cujo comportamento pode ser considerado ideal. Como exemplo, observe as propriedades do gás I: atribuindo-se valores para n1, p1 e T1 fica determinado o valor V1.

Gás I Gás II Gás III Gás IV n1 = 1,00 mol p1 = 1,00 atm T1 = 273 K V1 = 22,4L Gás II p2 = 1,00 atm V2 = 44,8 L T2 = 273 K n2 Gás III n3 = 2,00 mol V3 = 22,4 L T3 = 273 K p3 Gás IV n4 = 1,00 mol p4 = 2,00 atm V4 = 22,4 L T4 Sobre as propriedades dos gases acima, é correto afirmar: a) A comparação dos valores referentes aos diversos gases não leva a conclusões válidas, porque se trata aqui de gases diferentes. b) p1V1 = p3V3 c) n2 = n4 d) p3 = p1 e) T4 = 546K

P . V = n2 . R . T n2 2 mols RESOLUÇÃO Gás II 1 . 44,8 = n2 . 0,082 . p2 = 1,00 atm V2 = 44,8 L T2 = 273 K n2 1 . 44,8 = n2 . 0,082 . 273 n2 = 2 mols

P3 . V = n . R . T P3 2 atm RESOLUÇÃO Gás III P3 . 22,4 = 2 . 0,082 . n3 = 2,00 mol V3 = 22,4 L T3 = 273 K p3 P3 . 22,4 = 2 . 0,082 . 273 P3  2 atm

P . V = n . R . T4 T4 546 K RESOLUÇÃO Gás IV 2 . 22,4 = 1 . 0,082 . T4 n4 = 1,00 mol p4 = 2,00 atm V4 = 22,4 L T4 2 . 22,4 = 1 . 0,082 . T4 T4 = 546 K RESPOSTA: E

QUESTÃO 18 Em um recipiente de capacidade igual a 50 L, a uma temperatura de 300 K, são misturados 3 mols de O2, 1 mol de N2 e 2 mols de NH3. Em relação a essa mistura, é correto afirmar: 01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. 02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão. 04) A pressão total da mistura é aproximadamente 3 atm. 08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio. 16) A fração molar do oxigênio é 0,5.

01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. RESOLUÇÃO CORRETA = dO2 dN2 MMO2 MMN2 n = 3 mols O2 N2 n = 1 mol = dO2 dN2 32 28 NH3 n = 2 mols 1,14g/cm3 V = 50L = dO2 dN2 T = 300K

Lei de Graham VNH3 > VN2 > VO2 02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão. RESOLUÇÃO Lei de Graham A velocidade de difusão é inversamente proporcional a raiz quadrada da densidade. velocidade densidade massa molar massa molar MMO2 = 32g/mol VNH3 > VN2 > VO2 MMN2 = 28g/mol massa molar MMNH3 = 17g/mol CORRETA

PV = nT.RT 04) A pressão total da mistura é aproximada-mente 3 atm. RESOLUÇÃO PV = nT.RT n = 3 mols O2 N2 NH3 n = 1 mol n = 2 mols PV = (nO2 + nN2 + nNH3).RT P.50 = (3 + 1 + 2).0,082 . 300 P = 146,7 50  3 atm V = 50L T = 300K CORRETA

08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio. CORRETA RESOLUÇÃO fração molar pressão parcial n = 3 mols PT = 3 atm O2 N2 NH3 n = 1 mol n = 2 mols frações molares XO2 = 3 6 XN2 = 1 6 XNH3 = 2 6 maior pressão parcial 3 6 = PO2 = .3 1,5 atm pressões parciais PO2 = XO2.PT 1 6 = PN2 = .3 0,5 atm PN2 = XN2.PT 2 6 = PNH3 = .3 1 atm PNH3 = XNH3.PT

FRAÇÃO MOLAR DO OXIGÊNIO 16) A fração molar do oxigênio é 0,5. RESOLUÇÃO CORRETA FRAÇÃO MOLAR DO OXIGÊNIO n = 3 mols V = 50L T = 300K O2 N2 NH3 n = 1 mol n = 2 mols XO2 = nO2 nO2 + nH2 + nNH3 0,5 3 3 + 1 + 2 = 6 SOMATÓRIA: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31

QUESTÃO 19 O gráfico representa evoluções de um gás ideal. P(atm) v(l) A D C B 8 4 2 1 2 4 Analise o gráfico e marque as afirmativas corretas. Some os valores correspondentes.

01) A evolução AB é isocórica. 02) A evolução BC é isométrica. 04) A evolução AC é isotérmica. 08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor. 16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K.

Evolução isocórica 01) A evolução AB é isocórica. CORRETA RESOLUÇÃO A Ponto A ® V = 1L 8 4 2 P(atm) Evolução isocórica volume constante A D C B Ponto B ® V = 1L 1 2 4 v(l) CORRETA

Evolução isobárica 02) A evolução BC é isométrica. FALSA RESOLUÇÃO A D 8 4 2 P(atm) Evolução isobárica Ponto B P = 2 atm A D C B pressão constante Ponto C P = 2 atm 1 2 4 v(l) FALSA

temperatura constante 04) A evolução AC é isotérmica. RESOLUÇÃO 8 4 2 P(atm) A D C B pV 8 x 1 = 8 = temperatura constante = pV K pV = 2 x 4 = 8 Evolução isotérmica 1 2 4 v(l) CORRETA

= PAVA TA PBVB TB RESOLUÇÃO 08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor. RESOLUÇÃO Fixamos uma temperatura para o ponto A: TA = 200K = PAVA TA PBVB TB 8 4 2 P(atm) A D C B = 8 . 1 200 2 . 1 TB = 400 8 TB = TB 50K A temperatura reduz de 200K para 50K. 1 2 4 v(l) CORRETA

CORRETA = PBVB TB PCVC TC SOMATÓRIA: 01 + 04 + 08 + 16 = 29 16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K. RESOLUÇÃO CORRETA = PBVB TB PCVC TC 8 4 2 P(atm) A D C B = 2 . 1 TB 2 . 4 300 = 2 . 300 2 . 4 TB = TB 75K 1 2 4 v(l) SOMATÓRIA: 01 + 04 + 08 + 16 = 29