Física 24 B Flashcards
(18 cards)
Qual é a abordagem principal utilizada na aula para explicar o comportamento dos gases perfeitos e a aplicação da equação geral dos gases perfeitos?
A abordagem principal foca na definição do estado de um gás perfeito, determinado por volume, pressão e temperatura (em Kelvin), e na introdução da equação geral dos gases perfeitos, PV = nRT. Essa equação relaciona as três variáveis com o número de mols (n) e a constante universal dos gases (R), que tem valores específicos (8,31 J/mol·K no SI ou 0,082 atm·L/mol·K). A aula destaca que gases perfeitos são hipotéticos, mas gases reais aproximam-se desse comportamento em altas temperaturas e baixas pressões, enfatizando a aplicação prática da equação em problemas.
Qual é o número de mols de gás na situação 2, considerando que a pressão permanece constante, a temperatura aumenta de 227°C para 327°C e o volume do recipiente é o mesmo?
O número de mols na situação 2 é calculado usando a equação geral dos gases ideais, PV = nRT, mantendo a pressão e o volume constantes. Como a temperatura aumenta de 500 K (227°C + 273) para 600 K (327°C + 273), a relação n₁T₁ = n₂T₂ é aplicada. Assim, n₂ = n₁ × (T₁/T₂) = n₁ × (500/600) = n₁ × (5/6). Portanto, o número de mols na situação 2 é 5/6 do número de mols inicial, indicando que uma quantidade de gás deve ser retirada para manter a pressão constante.
Como calcular a relação entre as variáveis de um gás ideal que sofre uma transformação do estado 1 (pressão P₁, volume V₁, temperatura T₁) para o estado 2 (pressão P₂, volume V₂, temperatura T₂), mantendo o número de mols constante?
Para um gás ideal que sofre uma transformação, usa-se a lei geral dos gases perfeitos, derivada da equação PV = nRT. Como o número de mols (n) e a constante universal dos gases (R) são constantes, a relação entre os estados é dada por P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂. Essa equação permite calcular uma variável no estado 2, conhecendo as variáveis do estado 1 e as demais do estado 2, desde que o gás permaneça ideal e o número de mols não mude.
Qual é a pressão no estado 2 de um gás ideal que, inicialmente no estado 1, tem pressão de 3 atm, volume de 3 L e temperatura de 27°C (300 K), e passa para o estado 2 com volume de 3,5 L e temperatura de 177°C (450 K)?
Usando a lei geral dos gases perfeitos, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂, com P₁ = 3 atm, V₁ = 3 L, T₁ = 300 K, V₂ = 3,5 L e T₂ = 450 K, calcula-se P₂. Substituindo, 3 × 3 / 300 = P₂ × 3,5 / 450. Simplificando, P₂ = (3 × 3 × 450) / (300 × 3,5) = 4050 / 1050 ≈ 3,86 atm. Portanto, a pressão no estado 2 é aproximadamente 3,86 atm.
Na transformação isobárica de um gás ideal, qual é a relação entre o volume e a temperatura, e como eles variam proporcionalmente?
Na transformação isobárica, a pressão permanece constante, e a lei geral dos gases perfeitos (P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂) simplifica-se para V₁/T₁ = V₂/T₂. Isso indica que a razão entre o volume e a temperatura é constante. Portanto, o volume é diretamente proporcional à temperatura: se a temperatura dobra, o volume também dobra, mantendo a proporção constante.
Como é a representação gráfica da transformação isobárica de um gás ideal, com o volume no eixo y e a temperatura (em Kelvin) no eixo x, e o que indica a inclinação da reta?
Na transformação isobárica, a razão volume/temperatura é constante (V/T = constante), pois a pressão permanece constante. No gráfico de volume (eixo y) versus temperatura (em Kelvin, eixo x), a relação V = kT (onde k é uma constante) resulta em uma reta inclinada que passa pela origem (0,0). A inclinação da reta representa a proporcionalidade direta: se a temperatura dobra, o volume também dobra. A reta é tracejada próximo ao zero absoluto (0 K) para indicar que é impossível atingi-lo, mas a reta tende a zero à medida que a temperatura se aproxima desse limite.
O que acontece com o volume de um gás ideal em uma transformação isobárica quando a temperatura diminui, como ao retirar uma chama que aquecia o recipiente, considerando que a pressão permanece constante?
Na transformação isobárica, a razão volume/temperatura é constante (V/T = constante). Se a temperatura diminui, como ao retirar a chama, o volume do gás também diminui proporcionalmente para manter a pressão constante. Isso ocorre porque, com a redução da temperatura, as partículas do gás têm menos energia cinética, e o volume deve se ajustar (contração) para que a pressão não varie, conforme a relação V₁/T₁ = V₂/T₂.
Na transformação isovolumétrica (ou isométrica/isocórica) de um gás ideal, qual é a relação entre a pressão e a temperatura, e como elas variam proporcionalmente?
Na transformação isovolumétrica, o volume permanece constante, e a lei geral dos gases perfeitos (P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂) simplifica-se para P₁/T₁ = P₂/T₂. Isso indica que a razão entre a pressão e a temperatura é constante. Portanto, a pressão é diretamente proporcional à temperatura: se a temperatura aumenta, a pressão aumenta na mesma proporção, e vice-versa, para manter a razão constante.
Como é a representação gráfica da transformação isovolumétrica de um gás ideal, com a pressão no eixo y e a temperatura (em Kelvin) no eixo x, e o que acontece com a pressão se a temperatura dobra?
Como é a representação gráfica da transformação isovolumétrica de um gás ideal, com a pressão no eixo y e a temperatura (em Kelvin) no eixo x, e o que acontece com a pressão se a temperatura dobra?
O que acontece com a pressão de um gás ideal em uma transformação isovolumétrica quando a temperatura aumenta, considerando que o êmbolo do recipiente está fixo?
Na transformação isovolumétrica, o volume permanece constante devido ao êmbolo fixo. Pela lei geral dos gases perfeitos (P₁/T₁ = P₂/T₂, com volume constante), a pressão é diretamente proporcional à temperatura. Se a temperatura aumenta, a pressão aumenta na mesma proporção para manter a razão P/T constante, já que o volume não pode mudar.
Na transformação isotérmica de um gás ideal, qual é a relação entre a pressão e o volume, e como eles variam proporcionalmente?
Na transformação isotérmica, a temperatura permanece constante, e a lei geral dos gases perfeitos (P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂) simplifica-se para P₁V₁ = P₂V₂. Isso indica que o produto pressão × volume (PV) é constante. Portanto, a pressão é inversamente proporcional ao volume: se a pressão aumenta n vezes, o volume diminui n vezes, e se a pressão diminui n vezes, o volume aumenta n vezes, mantendo o produto PV constante.
Como é a representação gráfica da transformação isotérmica de um gás ideal, com a pressão no eixo y e o volume no eixo x, e o que acontece com o volume se a pressão aumenta 4 vezes?
Na transformação isotérmica, o produto pressão × volume (PV) é constante (P₁V₁ = P₂V₂). No gráfico de pressão (eixo y) versus volume (eixo x), a relação resulta em uma curva chamada hipérbole equilátera, também conhecida como isoterma, indicando temperatura constante. Se a pressão aumenta 4 vezes (por exemplo, de 2 atm para 8 atm), o volume diminui 4 vezes (de 4 L para 1 L) para manter o produto PV constante (2 × 4 = 8 × 1 = 8). A curva reflete essa proporcionalidade inversa.
O que caracteriza uma transformação isotérmica em um gás ideal quando se adicionam bloquinhos lentamente sobre um êmbolo móvel, e como a pressão e o volume se comportam?
Na transformação isotérmica, a temperatura permanece constante, e o produto pressão × volume (PV) é constante (P₁V₁ = P₂V₂). Ao adicionar bloquinhos lentamente sobre o êmbolo móvel, a pressão aumenta devido à compressão do gás, e o volume diminui proporcionalmente para manter o produto PV constante. Essa compressão lenta garante que a transformação seja isotérmica, com o volume sendo inversamente proporcional à pressão.
Qual é o volume de uma bolha de gás ideal que sobe lentamente de uma profundidade de 20 m na água, onde a pressão é 3 atm (1 atm atmosférica + 2 atm hidrostática), até a superfície, onde a pressão é 1 atm, considerando que a transformação é isotérmica?
Letra E
Na transformação isotérmica, o produto pressão × volume é constante (P₁V₁ = P₂V₂). No estado 1 (profundidade de 20 m), a pressão P₁ = 3 atm e o volume é V₁. No estado 2 (superfície), a pressão P₂ = 1 atm. Usando a relação P₁V₁ = P₂V₂, temos 3 × V₁ = 1 × V₂. Assim, V₂ = 3 × V₁. Portanto, o volume da bolha na superfície é 3 vezes maior que o volume na profundidade, devido à diminuição da pressão.
Em um ciclo gasoso com três estados (1, 2 e 3), onde o gás ideal passa por transformações isovolumétrica (1→2), isotérmica (2→3) e isobárica (3→1), com as condições: estado 1 (P₁ = 20 atm, V₁ = 2 L, T₁ = 300 K), estado 2 (P₂ = 40 atm, V₂ = 2 L), estado 3 (P₃ = 20 atm, V₃ = 4 L), qual é a temperatura nos estados 2 e 3, e qual estado tem a maior temperatura?
Em um ciclo gasoso com três estados (1, 2 e 3), onde o gás ideal passa por transformações isovolumétrica (1→2), isotérmica (2→3) e isobárica (3→1), com as condições: estado 1 (P₁ = 20 atm, V₁ = 2 L, T₁ = 300 K), estado 2 (P₂ = 40 atm, V₂ = 2 L), estado 3 (P₃ = 20 atm, V₃ = 4 L), qual é a temperatura nos estados 2 e 3, e qual estado tem a maior temperatura?
Em um ciclo gasoso representado no gráfico volume versus temperatura (em Kelvin), com transformações isovolumétrica (1→2), isotérmica (2→3) e isobárica (3→1), dado que no estado 1 (V₁ = 5 L, T₁ = 200 K, n = 1 mol, R = 0,082 atm·L/mol·K) a pressão é aproximadamente 3,3 atm, quais são as pressões nos estados 2 e 3, e qual é a transformação de 3 para 1?
Em um ciclo gasoso representado no gráfico volume versus temperatura (em Kelvin), com transformações isovolumétrica (1→2), isotérmica (2→3) e isobárica (3→1), dado que no estado 1 (V₁ = 5 L, T₁ = 200 K, n = 1 mol, R = 0,082 atm·L/mol·K) a pressão é aproximadamente 3,3 atm, quais são as pressões nos estados 2 e 3, e qual é a transformação de 3 para 1?
