Questões de Concurso sobre Gás Ideal

Considere um recipiente contendo um gás ideal em equilíbrio termodinâmico. O gás passa por uma expansão isotérmica reversível, na qual ocorre uma transferência de calor do ambiente. Como se pode expressar a relação entre o calor recebido pelo gás (Q) e a variação de entropia do gás (ΔS)?

Um cilindro, contendo certa massa de gás perfeito, tem um pistão que está ligado a uma mola ideal. Ao fornecer certa quantidade de calor Q, para esse sistema termodinâmico, observa-se uma expansão do gás com a consequente deformação da mola ∆x, conforme indica figura a seguir.

Em outro momento, para as mesmas condições iniciais anteriores, ao se fornecer o dobro da quantidade de calor 2Q, a esse sistema, observa-se que a mola sofre uma deformação duas vezes maior, 2∆x.

Considerando que nas duas expansões o sistema tenha sofrido a mesma variação de energia interna e que não houve atrito entre o pistão e o cilindro, pode-se afirmar que a constante elástica da mola vale

O gráfico pressão (P) em função do volume (V) a seguir representa três caminhos A, B e C diferentes em que uma mesma amostra de gás ideal pode ir do estado inicial “i” para o estado final “f”.

Assinale a alternativa que indica corretamente a relação entre os valores, em módulo, das quantidades de calores Q_A, Q_B, e Q_C envolvidos, respectivamente, nos caminhos A, B e C.

Um gás real comporta-se como um gás ideal quando submetido à alta pressão e à alta temperatura.

O calor específico do gás sob pressão constante é igual a 1,25 cal/g.K.

A figura representa, num diagrama p-V, dois processos através dos quais determinada massa de um gás ideal pode evoluir entre dois estados de equilíbrio termodinâmico A e B.

Quando o gás evolui através do processo AJB, recebe uma quantidade de calor Q₁; já através do processo AKB, recebe uma quantidade de calor Q₂.

Essas quantidades de calor são tais que

Uma amostra de gás ideal sofre uma expansão isotérmica reversível estando a uma temperatura T = 90 ºC. Sabe-se que a amostra de gás ideal possui volume inicial V_i = 2 L, volume final V_f = 4 L e sua variação de entropia, neste processo, foi de 25 J/K. Considerando ln(2) = 0,69 e sendo a constante universal dos gases R = 8,31 J/mol.K, pode-se AFIRMAR que o número de mols que constitui esta amostra de gás ideal é:

A figura representa, num gráfico p-V, um processo através do qual determinada massa de um gás ideal evolui entre dois estados de equilíbrio termodinâmico A e B.

Durante esse processo, o gás recebeu uma quantidade de calor igual a

Considere o modelo de um fluido em equilíbrio no campo gravitacional. Admitindo que o fluido é um gás ideal contido na atmosfera isotérmica, e sabendo que a densidade e a pressão em z = 0 são ρ₀ e P₀, pode-se concluir que a pressão em função da altitude z é ( g é intensidade da gravidade):

Um recipiente de gás tem uma parede que pode suportar rascunho pressão máxima de 2,2 MPa. O recipiente contém gás a 4,0 × 10⁵ Pa e 350 K. Se o recipiente estiver sendo aquecido constantemente, negligenciando a mudança de volume, a temperatura na qual a parede do recipiente se rompe é, em graus Celsius:

Acerca do assunto gases ideais ou reais, aponte a alternativa correta.

Um gás ideal sofre uma expansão isotérmica entre dois estados de equilíbrio termodinâmico. Sejam Q a quantidade de calor cedida ou recebida pelo gás e W o trabalho realizado por ele ou sobre ele durante a expansão.

Essa quantidade de calor e esse trabalho são tais que

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).

Um mol de gás ideal sofre uma transformação isotérmica, na qual seu volume passa de 10 L (estado inicial: 1) para 25 L (estado final: 2).

O gráfico que melhor representa a variação de entalpia (H) em função da pressão (P) neste processo é:

Para o diagrama apresentado, as projeções nos planos A₁, A₂ e A₃, indicadas pelas setas, referem-se às leis de Boyle, de Gay-Lussac e de Charles, respectivamente.

Um recipiente de paredes rígidas e adiabáticas contém um gás em equilíbrio termodinâmico sob pressão p numa temperatura T. Devido a um defeito na válvula que controla a entrada e a saída do gás, ocorreu um pequeno escapamento. Reparando o defeito na válvula, verificou-se que o gás restante atingiu um novo estado de equilíbrio termodinâmico sob pressão 0,60.p na temperatura 0,80.T. Considere o gás ideal. Nesse caso, a seguinte fração do número de moléculas do gás inicialmente contido no recipiente vasou durante o escapamento:

Boyle pesquisou experimentalmente o comportamento de gases mantidos a temperatura constante nas condições em que eles se comportam como gás ideal (pressões não muito altas e temperaturas não muito baixas).

Assim ele descobriu a lei que descreve, nessas condições, como a pressão de um gás mantido à temperatura constante varia em função do volume ocupado por ele.

Essa lei pode ser expressa, num diagrama p-V, pelo gráfico

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?

Para um processo adiabático envolvendo um gás ideal contendo um volume V e uma temperatura T, qual é o calor da constante?

($\gamma$ = C_p / C_V)

Uma sala de 6m x 10m x 4m a 10kPa e 27°C contém apenas nitrogênio. Considerando que o N₂ comporta-se como gás Ideal, calcule a quantidade de mols de N₂ e assinale a opção correta.

Dado: $R=8,3\frac{N.m}{mol.K}$