Questões de Vestibular Sobre transformações gasosas em física

Antes de viajar, o motorista calibrou os pneus do seu carro a uma pressão de 30psi quando a temperatura dos pneus era de 27ºC. Durante a viagem, após parar em um posto de gasolina, o motorista percebeu que os pneus estavam aquecidos. Ao conferir a calibragem, o motorista verificou que a pressão dos pneus era de 32psi.

Considerando a dilatação do pneu desprezível e o ar dentro dos pneus como um gás ideal, assinale a alternativa que MELHOR representa a temperatura mais próxima dos pneus.

O filósofo grego Aristóteles (384 a.C – 322 a.C) desenvolveu muitas teorias no campo da Física, conhecida hoje por física aristotélica que foi totalmente substituída pela física newtoniana. Para Aristóteles, o mundo sublunar era constituído por quatro elementos fundamentais: terra, água, ar e fogo, sendo que cada um, tinha seu lugar natural. Essa teoria poderia explicar que a chama de uma vela fica sempre apontada para cima porque o lugar natural do fogo é acima do ar. Assinale a alternativa que melhor explica o motivo da chama de uma vela ficar sempre de pé de acordo com a física newtoniana.

Um gás perfeito realiza o ciclo esquematizado no diagrama de trabalho no sentido ABCA. Determine o valor trabalho, em módulo, realizado no processo A → B → C.

(Dados: 1,0 atm = 105 N/m² e 1,0 litro = 10^-3 m³ ). 

Uma das características da revolução industrial foi o aumento da produção. Isso foi possível graças às máquinas térmicas, que usam o fluxo natural de calor entre uma região quente e uma região mais fria para realizar trabalho. O físico e engenheiro Nicolas Léonard Sadi Carnot estabeleceu um limite para o rendimento de máquinas térmicas que operem entre dois reservatórios de calor. Esse limite é alcançado, no ciclo de Carnot, que é composto por

Utilizados em diversas áreas de pesquisa, balões estratosféricos são lançados com seu invólucro impermeável parcialmente cheio de gás, para que possam suportar grande expansão à medida em que se elevam na atmosfera.

Um balão, lançado ao nível do mar, contém gás hélio à temperatura de 27 °C, ocupando um volume inicial V_i. O balão sobe e atinge uma altitude superior a 35 km, onde a pressão do ar é 0,005 vezes a pressão ao nível do mar e a temperatura é -23 °C.

Considerando que o gás hélio se comporte como um gás ideal, qual é, aproximadamente, a razão V_f /V_i, entre os volumes final V_f e inicial V_i ?

A Figura 5 ilustra o processo termodinâmico ABCA realizado por um gás. Sabe-se que V₁ = 2,0l e V₂ = 3V_1. Além disso, P₁ = 2000Pa e P₂ = 4P_1.

Assinale a alternativa que representa o trabalho realizado pelo gás, neste ciclo.

Uma amostra de gás ideal está aprisionada em uma seringa de vidro que está em contato térmico com o meio ambiente. Lentamente, o êmbolo é pressionado (sem deixar escapar gás) até que o volume do gás diminui à metade e a sua pressão é dobrada.

Sobre a temperatura T do gás e o sinal do trabalho realizado por ele, nesse processo, conclui-se que

Considere a seguinte figura:

Fonte: http://www.aerospaceweb.org/question/atmosphere/q0291.shtml

A cena resume, fotograficamente, o momento mais marcante do filme “2001, uma Odisseia no Espaço”, de Stanley Kubrick. É o momento em que o astronauta David Bowman entra na nave-mãe (nave esférica maior) após acoplar, por avizinhamento, seu módulo de voo (nave esférica menor). A cena mostra o astronauta prestes a entrar na nave sem o capacete característico do traje espacial. A cena de entrada dura menos de 10 segundos. É correto afirmar que o astronauta, caso esse fosse um acontecimento real,

Uma das formas de transformar calor em trabalho é por meio de máquinas térmicas. Um recipiente completamente fechado contendo um gás ideal, em que uma de suas faces, em forma de um êmbolo, possui liberdade de se mover em uma dada direção é um sistema termodinâmico simples que pode servir para exemplificar uma máquina térmica. Nesse exemplo, quando uma fonte de calor fornece energia ao gás, dependendo das condições, as transformações podem fazer com que o êmbolo se mova, realizando um trabalho. Na figura (A), está indicada a situação inicial de um gás ideal em condições de temperatura (T₀), volume (V₀) e pressão (P₀), com o êmbolo recebendo uma resistência externa (R₀) e, na figura (B), estão indicadas as condições finais após o gás receber calor, sofrer um aquecimento e uma expansão, com temperatura (T_F), volume (V_F), pressão (P_F) e recebendo uma resistência externa (R_F).

Considerando-se que, no caso da figura, as forças de resistências inicial (R₀) e final (R_F) são diferentes, é correto afirmar que

Ondas sonoras se propagam longitudinalmente no interior dos gases a partir de sucessivas e rápidas compressões e expansões do fluido. No ar, esses processos podem ser considerados como transformações adiabáticas, principalmente devido à rapidez com que ocorrem e também à baixa condutividade térmica deste meio. Por aproximação, considerando-se que o ar se comporte como um gás ideal, a energia interna de uma determinada massa de ar sofrendo compressão adiabática _________; portanto, o _________ trocado com as vizinhanças da massa de ar seria responsável pela transferência de energia.

Fazer vácuo significa retirar o ar existente em um volume fechado. Esse processo é usado, por exemplo, para conservar alimentos ditos embalados a vácuo ou para criar ambientes controlados para experimentos científicos. A figura abaixo representa um pistão que está sendo usado para fazer vácuo em uma câmara de volume constante V_C = 2,0 litros. O pistão, ligado à câmara por uma válvula A, aumenta o volume que pode ser ocupado pelo ar em V_P = 0,2 litros. Em seguida, a válvula A é fechada e o ar que está dentro do pistão é expulso através de uma válvula B, ligada à atmosfera, completando um ciclo de bombeamento. Considere que o ar se comporte como um gás ideal e que, durante o ciclo completo, a temperatura não variou. Se a pressão inicial na câmara é de P_i = 33 P_a, a pressão final na câmara após um ciclo de bombeamento será de

Uma certa quantidade de gás ideal ocupa inicialmente um volume V₀ com pressão P₀ .

Se sobre esse gás se realiza um processo isotérmico dobrando sua pressão para 2P₀ , qual será o volume final do gás?

Para que um balão de passeio suba, o ar no seu interior, inicialmente a 27°C, foi aquecido, a pressão constante, até a temperatura de 127°C. No local de partida do balão, a densidade do ar é 1,3 kg/m³. Nesse local, a densidade do ar aquecido no interior do balão é, aproximadamente,

onsidere que duas panelas elétricas, de diferentes fabricantes (Z e Y), elevam a temperatura da água de 21 °C até a fervura ao nível do mar. Em uma delas, a do fabricante Z, 2 litros de água fervem em 5 minutos e na outra, a do fabricante Y, 4 litros chegam à ebulição em 10 minutos. Sobre a potência utilizada para o aquecimento do líquido nas panelas dos fabricantes Z e Y, é correto afirmar que

O combustível acondicionado no interior de um botijão de GLP – gás liquefeito de petróleo – de 13 kg ocupa aproximadamente 15% do espaço no estado gasoso, o restante encontra-se no estado líquido. Estando a fase gasosa e a fase líquida em equilíbrio térmico, é correto afirmar que

Para responder à questão, considere as afirmativas sobre as transformações gasosas a que uma amostra de massa constante de um gás ideal pode ser submetida.
I. Em uma transformação isotérmica, não ocorre troca de calor entre o gás e o meio externo.
II. Em uma transformação isobárica, o volume e a temperatura absoluta do gás são diretamente proporcionais.
III. Em uma transformação isométrica, o calor trocado com o gás é integralmente utilizado para variar sua energia interna.
Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)

A pressão total sobre uma bolha de ar, no fundo de um lago, é de 3 atm. Essa bolha sobe para a superfície do lago, cuja temperatura é de 27°C, e tem seu volume quadruplicado. Considerando a pressão atmosférica no local de 0,8 atm, a temperatura no fundo do lago será de, aproximadamente, em ºC,

Duas amostras com iguais quantidades de um mesmo gás ideal estão confinadas no interior de cilindros idênticos por êmbolos que podem se mover livremente, sem atrito com as paredes dos recipientes. As faces superiores de ambos os êmbolos, de massas M_I e M_II, estão em contato com o ar ambiente. O gás do cilindro I, que ocupa um volume V_I , encontra-se a uma temperatura T_I e o do cilindro I_I, que ocupa um volume V_II, está a uma temperatura T_II, maior que T_I .

Qual deve ser a relação entre as massas para que a pressão nos dois cilindros seja a mesma e qual é a relação – nesse caso – entre os volumes ocupados pelos gases nos dois cilindros?

No Texto 7 há a passagem “bujão de gás explodindo mesmo à minha frente". Considere um botijão contendo gás em seu interior a uma pressão superior à atmosférica. Considerando-se o volume desse botijão igual a 108 litros, analise os itens que se seguem:      

I-O gás no interior do botijão está em CNTP.    

II- Se o botijão não suportar a pressão interna e explodir, isto pode ser considerado um processo adiabático.

III- Se houver um grande vazamento no botijão, fazendo que a pressão interna caia repentinamente, sua temperatura cairá, podendo formar cristais de gelo nas suas paredes externas.

IV- Supondo-se que um botijão suporte uma pressão interna máxima de 15 atm e que, na temperatura ambiente de 27 ºC, a pressão interna seja igual a 5 atm e todo o seu conteúdo se encontre no estado gasoso, comportando-se como um gás ideal. Nessas condições, então, o botijão explodirá se for aquecido até 427 ºC.

Com base nas sentenças anteriores, marque a alternativa em que todos os itens estão corretos:

Uma garrafa tem um cilindro afixado em sua boca, no qual um êmbolo pode se movimentar sem atrito, mantendo constante a massa de ar dentro da garrafa, como ilustra a figura. Inicialmente, o sistema está em equilíbrio à temperatura de 27 ^oC. O volume de ar na garrafa é igual a 600 cm³ e o êmbolo tem uma área transversal igual a 3cm². Na condição de equilíbrio, com a pressão atmosférica constante, para cada 1 ^oC de aumento da temperatura do sistema, o êmbolo subirá aproximadamente