FÍSICA - Estudo dos gases

Um gás recebeu 150 J de energia em forma de calor. Apesar disso, sua energia interna diminuiu 50 J. 

Determine o trabalho realizado pelo gás. 

Um gás chamado GNV é muito utilizado em veículos no Brasil e no mundo. O gás é colocado em um cilindro de volume constante, porém o volume do gás é variável, à temperatura de 27 °C e pressão de 220 bar, em que o gás a ser abastecido possui um volume de 25 m³. Se a temperatura do gás aumentar devido à colisão entre as moléculas durante o abastecimento à temperatura de 47 °C, a pressão irá para 250 bar. Determine o volume do gás aproximado, mantendo constante outras possíveis variáveis após o abastecimento.

Certo gás ideal monoatômico sofre uma transformação, conforme mostra o gráfico.

Considerando a transformação em que houve variação de pressão, pode-se dizer que o trabalho do gás:

Se um pulmão humano possui a capacidade de suportar um volume de 6 litros de ar à pressão ao nível do mar, determine o volume desse pulmão a 30 metros de profundidade no mar, considerando a temperatura constante para este caso.

Um gás ideal realiza a sequência de transformações gasosas realizadas abaixo, representadas graficamente. Em todas as transformações ocorre mudança no volume do gás devido à mudança em outras grandezas físicas associadas a ele, porém sem alteração em sua massa. Determine o tipo de transformação gasosa correspondente à sequência XY, YZ, ZX.

Existe um experimento em Física utilizando um ovo cozido e uma garrafa. Esse, provavelmente, deve ter sido o primeiro experimento de Física de muita gente. Para quem não conhece, ou nunca fez, pode usar uma garrafa de vidro e um ovo bem cozido. Quando um palito de fósforo aceso é solto dentro da garrafa ele aquece o ar, aumentando a pressão interna e expulsando parte do ar de dentro da garrafa para que a pressão se iguale. O ovo é colocado no gargalo da garrafa e o palito de fósforo se apaga. A temperatura do ar dentro da garrafa diminui. Com isso, o ovo cozido é empurrado para dentro da garrafa pela pressão externa.

Sabendo que a temperatura dos gases está relacionada diretamente com algumas grandezas físicas, qual será a alternativa que melhor explica o ovo cozido ser puxado para dentro da garrafa?

Termodinâmica é o ramo da Física que estuda as causas e os efeitos de mudanças na temperatura, pressão e volume em sistemas físicos em escala macroscópica. Esse ramo da ciência se desenvolveu por causa da necessidade de se aumentar a eficiência das primeiras máquinas a vapor.

Utilizando para esse estudo o gás, sendo este dividido em 3 tipos: ideal, real e perfeito, qual afirmativa abaixo relaciona corretamente o tipo de gás utilizado e o estudo da termodinâmica?

(Fuvest-SP) Em algumas situações de resgate, bombeiros utilizam cilindros de ar comprimido para garantir condições normais de respiração em ambientes com gases tóxicos. Esses cilindros, cujas características estão indicadas na tabela, alimentam máscaras que se acoplam ao nariz.

Quando acionados, os cilindros fornecem para a respiração, a cada minuto, cerca de 40 litros de ar, à pressão atmosférica e temperatura ambiente. Nesse caso, a duração do ar de um desses cilindros seria de aproximadamente:

Na temporada de 2007, os dirigentes da Fifa (Federação internacional de futebol) decidiram pela não realização de jogos internacionais acima de 2.500 metros do nível do mar. Os efeitos imediatos da altitude sobre o organismo humano podem ser divididos em três categorias: respostas respiratórias, cardiovasculares e metabólicas. Em relação às alterações cardiovasculares, pode-se citar o aumento da frequência cardíaca; e no aspecto metabólico, a perda da capacidade de realizar trabalho muscular.

Sabendo que a grandes altitudes o gás se torna mais rarefeito, ou seja, diminui sua pressão, qual outra grandeza está relacionada ao gás para que ocorra essa alteração?

Em várias usinas termoelétricas utiliza-se a caldeira como parte integrante da produção de energia elétrica, pois o líquido (principalmente a água) é aquecido na queima de algum material combustível e, quando entra em ebulição, tornando-se gás, passa por uma tubulação de pressão fazendo com que ele chegue até a turbina e a movimente, girando o gerador e produzindo energia elétrica.

Essas caldeiras, vasos de pressão e as tubulações utilizadas possuem normas técnicas referentes ao seu uso e finalidade, a norma regulamentadora n. 13, a qual recebe o título de Caldeiras, vasos de pressão e tubulações, é regulamentada pela Portaria n.º 3.214, de 08 de junho de 1978 do Ministério do Trabalho e Emprego — MTE.

Em relação ao potencial de risco, classifica os vasos de pressão em função do produto p · V, onde p é a pressão máxima de operação em MPa e V o seu volume em m³, conforme a seguir:

Grupo 1 – p · V ≥ 100

Grupo 2 – p · V < 100 e p · V ≥ 30

Grupo 3 – p · V < 30 e p · V ≥ 2,5

Grupo 4 – p · V < 2,5 e p · V ≥ 1

Grupo 5 – p · V < 1

Se uma usina possui uma caldeira funcionando a uma pressão de 20 atm e um volume de 4.000 cm³ , em qual grupo acima esse vaso de pressão poderia estar associado?

(IFSP) No alto de uma montanha a 8 °C, um cilindro munido de um êmbolo móvel de peso desprezível possui 1 litro de ar no seu interior. Ao levá-lo ao pé da montanha, cuja pressão é de 1 atmosfera, o volume do cilindro se reduz a 900 cm³ e sua temperatura se eleva em 6 °C. A pressão no alto da montanha é aproximadamente, em atm, de:

(Ufal) Um gás ideal possui, inicialmente, volume V₀ e encontra-se sob uma pressão p₀. O gás passa por uma transformação isotérmica, ao final da qual o seu volume torna-se igual a . Em seguida, o gás passa por uma transformação isobárica, após a qual seu volume é 2V₀. Denotando a temperatura absoluta inicial do gás por T₀, a sua temperatura absoluta ao final das duas transformações é igual a:

Um cilindro de aço de 10 L contendo 160 g de oxigênio medicinal e pressão de 10 atm foi utilizado por um hospital durante uma cirurgia, fazendo com que a massa de oxigênio reduzisse pela metade, apesar da temperatura e do volume do cilindro permanecerem constantes. Determine a pressão dentro do cilindro após a redução de massa do gás em seu interior.

(Dado: massa molar do gás oxigênio = 32 g/mol)

Em aviões comerciais existe um sistema de pressurização que permite que o passageiro ao decolar não sinta a diferença de pressão devido à altitude onde o avião se localiza durante o voo, chamada de altitude de cruzeiro. Existem válvulas que regularizam a pressão interna com a externa do gás, fazendo com que ele escape gradativamente durante a subida. Um exemplo prático é do modelo B737 que no nível máximo dele de 41.000 pés (12.500 m) mantém um diferencial máximo de pressão de 8,5 Psi, o que deixa a cabine a aproximadamente 8.000 pés (2.500 m), ou seja, a pressão sentida pelos passageiros equivale a altitude de 2.500 m. Sabendo que a pressão diminui 100 Pa para cada 30 pés de altitude, determine qual é a diferença de pressão real que os passageiros se submeteriam e a pressão estabilizada dentro do avião.

(Fuvest-SP) Em um freezer, muitas vezes é difícil repetir a abertura da porta, pouco tempo após ter sido fechada, devido à diminuição da pressão interna.

Essa diminuição ocorre porque o ar que entra, à temperatura ambiente, é rapidamente resfriado até a temperatura de operação, em torno de -18 °C. Considerando um freezer doméstico, de 280 L, bem vedado, em um ambiente a 27 °C e pressão atmosférica P₀, a pressão interna poderia atingir o valor mínimo de:

(UFRGS-RS) Considere as afirmações a seguir, sobre gases ideais.

I. A constante R presente na equação de estado de gases pV = nRT tem o mesmo valor para todos os gases ideais.
II. Volumes iguais de gases ideais diferentes, à mesma temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas.
III. A energia cinética média das moléculas de um gás ideal é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás.

Quais estão corretas?

O gás acetileno é muito utilizado nas indústrias de metalurgia para o corte de metais a uma temperatura elevada e com precisão, mas pode ser utilizado até mesmo em laboratórios em espectrometria, como também na fabricação de explosivos. É um gás altamente inflamável, incolor e com odor muito forte.

Um cilindro desse gás possui pressão de 0,166 MPa e volume de 12 m³ e é mantido a uma temperatura ambiente de 27 °C. Determine o número de mols desse gás, considerando o acetileno um gás perfeito. (Dados: R = 8,3 J/mol · K)

Um mol de certo gás se encontra a 1 atm à temperatura de 0 ˚C. Determine seu volume. Dado: R = 0,082 atm · L/ mol · K