Questões de Concurso Sobre gás ideal em física

Durante um processo isobárico, uma certa massa de um gás ideal recebe 500 cal sob a forma de calor, realiza um trabalho de 200 cal e sua temperatura sofre uma variação ΔT. Para que sua temperatura sofresse essa mesma variação de temperatura ΔT isotermicamente, ela precisaria receber uma quantidade de calor Q. No entanto, para que ela recebesse essa mesma quantidade de calor Q e sua temperatura permanecesse constante, teria que realizar um trabalho W. Porém, para que ela realizasse esse mesmo trabalho W adiabaticamente, sua energia interna deveria sofrer uma variação ΔU.

Nesse caso, Q, W, e ΔU são tais que

Para fazer a temperatura de 5 mols de um gás ideal aumentar 20 ^oC é necessário ceder a ele 500 cal sob a forma de calor, a pressão constante. Considere a constante universal dos gases 2 cal/(mol.K).
A menor quantidade de calor capaz de fazer essa massa gasosa sofrer esse acréscimo de 20 ^oC na temperatura é

A figura representa, num diagrama pxV, o ciclo I, II, III, IV e V de um gás ideal.

A maior temperatura do gás durante o ciclo ocorreu em

Um mol de um gás ideal, inicialmente, ocupa o volume de 3,85 cm3 e temperatura igual a 27 ºC. Após sofrer uma transformação, a pressão reduz em 30 %, enquanto a temperatura aumenta em 12 %. Após a transformação, o volume será, APROXIMADAMENTE:

Dois mols de oxigênio, considerado um gás perfeito, ocupam o volume de 3 litros à temperatura de 27 °C. Adotando a constante dos gases perfeitos R = 8,3 J/mol K a pressão do gás é, em pascals,

Um gás ideal, confinado em um recipiente com pistão móvel, sofre uma transformação isobárica, com pressão igual a 1 atm. A temperatura inicial do gás confinado era 37 °C e a sua temperatura final é -3 °C. Considerando V₁ como sendo o volume antes da transformação e V₂ o volume após a transformação, o volume desse gás:

A função de distribuição de magnitude de velocidades possíveis de um gás hipotético é expresso por 𝐹(𝑣) = . Tendo em vista que esse gás obedece à relação de Boltzmann, 𝑆 = 𝑘_𝐵 𝑙𝑛(𝐹(𝑣)), qual expressão representa a variação de entropia que o sistema sofre ao passar do estado de equilíbrio 3. 𝑣₀ para o estado, também de equilíbrio, 2. 𝑣₀?

A primeira lei da termodinâmica, associada ao conceito de energia, pode ser expressa pela diferença entre o calor absorvido e o trabalho realizado nos processos termodinâmicos.

Um gás ideal no estado inicial está com pressão de 3 atm, volume de 1 L e energia interna de 456 J, após sofrer dois processos sucessivos: um isobárico, até atingir o volume de 3 L, e outro isocórico, até atingir o estado final com pressão de 2 atm, volume de 3 L e energia interna de 912 J.

Considerando que 1 atm . L = 100,0 J, assinale a alternativa que indica qual o calor trocado durante o processo, em Joules (J).

Na termodinâmica, o modelo mais simples estudado é dos gases ideais ou gases perfeitos, caracterizados pela equação geral dos gases ideais 𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑇 (em que: P = pressão; V = volume; n = no de moles; R = constante universal dos gases; e T = temperatura absoluta).

Admita: 1 atm = 1,01 x 10⁵ Pa = 1,01 x 10⁵ N.m^-2 e 𝑅 = 8,00 J.mol ⁻¹𝐾⁻¹ = 0,08 L.atm.mol ⁻¹𝐾 ⁻¹ .

O ar contido em uma sala de dimensões 5,00 m x 4,88 m x 3,00 m é considerado um gás ideal, com pressão de 1,0 atm e temperatura de 300 K.

Quantos moles de ar saem da sala caso a temperatura se eleve de 5 ºC e a pressão permaneça constante?

Considere uma situação hipotética envolvendo 25 mols de um gás ideal monoatômico que passa por um processo reversível de expansão isobárica. O gás inicialmente está a uma temperatura de 150 K e ocupa um volume de 2 m³. Durante esse processo, a temperatura cai para 100 K e o volume aumenta para 3 m³. Admitindo que esse gás apresenta um calor específico molar a volume constante de 4,1 J/molK, qual é, aproximadamente, a variação de entropia desse gás para essa situação hipotética? Considere R = 8,31 j/molK In  = 0,41 e In  = −0.41. 

Considere um balão meteorológico, constituído de um filme plástico expansível e preenchido com hidrogênio, que se comporta de maneira aproximada a um gás ideal, deslocando-se verticalmente na atmosfera devido exclusivamente às forças de empuxo e peso. Suponha que o balão seja liberado do nível do mar, em um dia cuja temperatura ambiente é de 27°C, com um raio aproximado de 1,5 m. À medida que o balão sobe até uma altitude de 45 km, onde a temperatura ambiente diminui em 40°C, a pressão no interior do balão reduz-se a 1/10 da pressão inicial. Nessas condições, o raio aproximado do balão, ao atingir a altitude máxima descrita, será de: 

A equação de Clapeyron para um gás ideal estabelece a relação da temperatura absoluta (T), da pressão (ρ) e do volume (V) desse gás com o número de moles (n) e a constante universal dos gases ideais (R). Admita que, após uma determinada transformação de um gás ideal de massa constante, sua pressão e seu volume duplicaram.

Nesse caso, a temperatura do gás, em grau Kelvin,

A partir da teoria cinética, tem-se que as moléculas de um gás mantêm um movimento aleatório e podem sofrer colisões. Entre duas colisões sucessivas, uma molécula se move em linha reta com velocidade uniforme. Tal percurso entre duas colisões sucessivas é chamado de Livre Caminho Médio e pode ser expresso pela equação:


onde λ é o livre caminho médio; d é o diâmetro da molécula; n é a densidade das moléculas no meio (moléculas/m³ ).
Considere uma amostra de oxigênio a 27 ºC e 1 atm (101,3×10³ Pa). Calcule o livre caminho médio da molécula de oxigênio, considerando o sistema como um gás ideal e que o tamanho da molécula de oxigênio é de 2,9 Å.
Dados: Constante de Boltzmann k = 1,381×10^-23 J.K^-1.
O valor calculado é, aproximadamente,

A figura 1 mostra esquematicamente a variação da pressão com o volume para um gás real em várias temperaturas, sendo T1 > T2 > T3 > T4 > T5. 





Assinale V (verdadeiro) ou F (falso) diante de cada afirmativa a seguir.

( ) As curvas 1 e 2 seguem a Lei de Boyle para um gás ideal.
( ) O ponto P é conhecido como Ponto Triplo
( ) O ponto N é chamado de Ponto Crítico.
( ) O material no ponto Q está em estado líquido.

Assinale a alternativa com a sequência correta.

Uma certa massa de gás ideal está num estado termodinâmico em que a pressão vale P₀, o volume vale V₀, e a temperatura vale T₀. Essa massa de gás sofre um processo termodinâmico, e o volume passa a ser V, a pressão passa a ser P, e a temperatura passa a ser T. Sabe-se que P = 4P₀ e T = 2T₀. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do volume V em função do volume V₀.

Em sala de aula, um professor afirma que os gases perdem ou ganham calor e que isso ocorre devido à diferença de temperatura entre eles ou ao trabalho realizado.
A afirmação desse professor

Calcule a temperatura de um gás sabendo que sobre ele atua uma pressão atmosférica de 0,82 atm e supondo que 4 mols desse gás ocupa um volume de 300L.
(Considere: R = 0,082 atm . L/mol . k.)