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Lista de Exercícios de Física – Prof. José Ferreira Júnior

1. (Unb) Sábado é dia de feijoada!Cozinheiros sabem que o feijão preto costuma ser uma leguminosa difícil de ser cozida; logo, põem-no, juntamente com os demais ingredientes, em uma panela de pressão porque sabem que a temperatura dentro da panela pode atingir valores bem mais elevados que o da ebulição da água em condições normais. Para a preparação de quantidades maiores de feijoada, pode-se utilizar uma panela de 18L

(1,8x10-2m3). Nessa panela, a pressão é controlada por uma pequena válvula de 0,82 N, que repousa sobre um

tubinho de 30 mm2 (3x10-5m2) de seção reta, por onde escoa o excesso de vapores, impedindo, assim que a pressão se acumule perigosamente além do necessário. No instante em que a válvula começa a liberar vapores, a panela

apresenta temperatura de 127°C (400K) e 2/3 de seu volume estão ocupados pela feijoada. Supondo que a massa gasosa no interior da panela comporta-se como um gás ideal, calcule o número de moles de gás que estarão presentes na panela no instante em que a válvula começar liberar vapores. Considere a constante universal dos gases perfeitos igual a 8,2 N x m/mol x K, multiplique o valor calculado por 100 e despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista. 2. (Ufsc) Um congelador doméstico encontra-se, inicialmente, desligado, vazio (sem nenhum alimento ou objeto dentro dele), totalmente aberto e à temperatura

ambiente de 27°C, quando, então, tem sua porta fechada e é ligado. Após algumas horas de funcionamento, ainda vazio,

sua temperatura interna atinge -18°C. O congelador possui perfeita vedação com a porta mantida fechada.Considerando que o ar se comporta como um gás ideal, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) Após o fechamento do congelador, a pressão do ar no seu interior aumenta, à medida que a temperatura baixa. 02) Imediatamente após a porta do congelador ser fechada, a pressão do ar no seu interior é igual à pressão atmosférica local. 04) Não há troca de calor com o meio ambiente; por isso, a energia interna do sistema constituído pela massa de ar dentro do congelador não diminui nem aumenta. 08) Com a diminuição da temperatura, a pressão do ar no interior do congelador diminui também. 16) Enquanto a porta foi mantida fechada, a pressão e a temperatura da massa de ar no interior do congelador mantiveram-se diretamente proporcionais. 32) A pressão no interior do congelador, quando a massa de

ar atinge a temperatura de -18°C, é igual a 85% da pressão atmosférica local.

64) Pode-se dizer que a massa de ar no interior do congelador, ao variar sua temperatura de 27°C a -18°C, sofreu uma transformação adiabática.

3. (Ufrn) Um mergulhador que faz manutenção numa plataforma de exploração de petróleo está a uma profundidade de 15,0m, quando uma pequena bolha de ar, de volume Vi, é liberada e sobe até a superfície, onde a

pressão é a pressão atmosférica (1,0atm).Para efeito desse problema, considere que: a temperatura dentro da bolha permanece constante enquanto esta existir; a pressão aumenta cerca de 1,0atm a cada 10,0m de profundidade; o ar da bolha é um gás ideal e obedece à relação

PV/T = constante,onde P, V e T são, respectivamente, a pressão, o volume e a temperatura do ar dentro da bolha. Na situação apresentada, o volume da bolha, quando ela estiver prestes a chegar à superfície, será aproximadamente: a) 4,5 Vi b) 3,5 Vi c) 1,5 Vi d) 2,5 Vi

4. (Ufrn) Preocupado com a inclusão dos aspectos experimentais da Física no programa do Processo Seletivo da UFRN, professor Samuel Rugoso quis testar a capacidade de seus alunos de prever os resultados de uma experiência por ele imaginada.Apresentou-lhes a seguinte situação:Num local, ao nível do mar, coloca-se um frasco de vidro (resistente ao fogo) com água até a metade, sobre o fogo, até a água ferver. Em seguida, o frasco é retirado da chama e tampado com uma rolha que lhe permite ficar com a boca para baixo sem que a água vaze. Espera-se um certo tempo até que a água pare de ferver.O professor Rugoso formulou, então, a seguinte hipótese:"Se prosseguirmos com a experiência, derramando água fervendo sobre o frasco, a água contida no mesmo não ferverá; mas, se, ao invés disso, derramarmos água gelada, a água de dentro do frasco ferverá" (ver ilustração a seguir).

A hipótese do professor Rugoso é a) correta, pois o resfriamento do frasco reduzirá a pressão em seu interior, permitindo, em princípio, que a água ferva a uma temperatura inferior a cem graus centígrados. b) errada, pois, com o resfriamento do frasco, a água não ferverá, porque, em princípio, haverá uma violação da lei de conservação da energia. c) correta, pois a entropia do sistema ficará oscilando, como é previsto pela segunda lei da termodinâmica.

d) errada, pois o processo acima descrito é isobárico, o que torna impossível a redução da temperatura de ebulição da água. 5. (Uff) O recurso mais rústico de iluminação, poupando-se energia elétrica, é a vela. Porém, seu uso envolve riscos de incêndio como, por exemplo, o provocado por sua queda em consequência de uma corrente de ar.Tentando fazer uso "seguro" da vela, um jovem tomou as seguintes precauções: colocou a vela acesa sobre um prato contendo água e emborcou um copo sobre a vela, como mostra a figura 1.

Decorrido um certo tempo, o jovem observou a situação da figura 2, ou seja, a vela apagou e a água do prato foi sugada para o interior do copo.A melhor explicação para o ocorrido é: a) O calor de combustão do ar dentro do copo foi transformado em energia mecânica que fez a água subir pelas paredes do copo e apagar a vela. b) O vapor d'água que se formou no copo apagou a vela; a pressão dentro do copo ficou maior que a pressão atmosférica e a água do prato passou para dentro do copo. c) Fez-se vácuo no interior do copo e a vela apagou; pela combustão do ar, a pressão dentro do copo ficou menor que a pressão atmosférica; a água foi sugada para dentro do copo devido à diferença de pressão. d) O calor liberado pela chama da vela secou a água que estava no prato, fora do copo; com isso, a vela apagou e só ficou água dentro do copo. e) A pressão do ar dentro do copo tornou-se maior que a pressão atmosférica, o que fez a vela apagar; a variação de temperatura dentro do copo fez parte da água do lado de fora sofrer vaporização; o nível da água no interior do copo aumentou por causa da diferença de pressão. 6. (Ufmg) Um cilindro tem como tampa um êmbolo, que pode se mover livremente.Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido, como representado na figura.Assinale a alternativa cujo diagrama MELHOR representa a pressão em função da temperatura nessa situação.

7. (Ufmg) Uma seringa, com a extremidade fechada, contém uma certa quantidade de ar em seu interior. Sampaio puxa, rapidamente, o êmbolo dessa seringa, como mostrado nesta figura:

Considere o ar como um gás ideal. Sabe-se que, para um gás ideal, a energia interna é proporcional à sua temperatura.Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, no interior da seringa, a) a pressão do ar aumenta e sua temperatura diminui. b) a pressão do ar diminui e sua temperatura aumenta. c) a pressão e a temperatura do ar aumentam. d) a pressão e a temperatura do ar diminuem. 8. (Unifesp) Você já deve ter notado como é difícil abrir a porta de um "freezer" logo após tê-la fechado, sendo necessário aguardar alguns segundos para abri-la novamente. Considere um "freezer" vertical cuja porta tenha 0,60m de largura por 1,0m de altura, volume interno de 150L

e que esteja a uma temperatura interna de -18°C, num dia

em que a temperatura externa seja de 27°C e a pressão,

1,0×105N/m2.

a) Com base em conceitos físicos, explique a razão de ser difícil abrir a porta do "freezer" logo após tê-la fechado e por que é necessário aguardar alguns instantes para conseguir abri-la novamente.

b) Suponha que você tenha aberto a porta do "freezer" por tempo suficiente para que todo o ar frio do seu interior fosse

substituído por ar a 27°C e que, fechando a porta do "freezer", quisesse abri-la novamente logo em seguida.

Considere que, nesse curtíssimo intervalo de tempo, a temperatura média do ar no interior do freezer tenha atingido

-3°C. Determine a intensidade da força resultante sobre a porta do "freezer". 9. (Ufrn) O departamento de Física da UFRN possui um laboratório de pesquisa em criogenia, ciência que estuda a produção e manutenção de temperaturas muito baixas, contribuindo para o entendimento das propriedades físicas e químicas de sistemas nessas temperaturas pouco comuns. Nesse laboratório, uma máquina retira o gás nitrogênio do ar e o liquefaz a uma temperatura de 77,0 kelvin (K), que

corresponde a -196 graus celsius (°C). Nessa temperatura o nitrogênio é usado cotidianamente pelos departamentos de Física, Química e Biologia da UFRN, como também por pecuaristas no congelamento de sêmen para reprodução animal.O nitrogênio líquido, em virtude de suas características, necessita ser manuseado adequadamente, pois pessoas não habilitadas poderão sofrer acidentes e serem vítimas de explosões. Imagine uma pessoa desavisada transportando, num dia quente de verão, uma porção de nitrogênio líquido numa garrafa plástica fechada. Como o nitrogênio líquido tende a entrar em equilíbrio térmico com o ambiente, mudará de estado físico, transformando-se em um gás. A tendência desse gás é se expandir, podendo provocar uma explosão.Admita queI) o nitrogênio rapidamente se transforma em gás ideal, ou seja, obedece à equação PV = nRT. Em que R é a constante universal dos gases e P, V, T, n são, respectivamente: a pressão, o volume, a temperatura e o número de moles do gás;II) a pressão interna e a temperatura iniciais desse gás são,

respectivamente, 2,00 x 105 pascal (Pa) e 78,0 K;III) a garrafa utilizada pode suportar uma pressão máxima de

4,00 x 105 Pa e o volume dessa garrafa não varia até que a explosão ocorra.Diante dessas considerações, é correto dizer que a temperatura limite (do gás nitrogênio) que a garrafa suporta sem explodir é a) 273 K. b) 156 K. c) 234 K. d) 128 K. 10. (Fuvest) Um cilindro de Oxigênio hospitalar (O2), de 60

litros, contém, inicialmente, gás a uma pressão de 100 atm e temperatura de 300 K. Quando é utilizado para a respiração de pacientes, o gás passa por um redutor de pressão, regulado para fornecer Oxigênio a 3 atm, nessa mesma temperatura, acoplado a um medidor de fluxo, que indica, para essas condições, o consumo de Oxigênio em litros/minuto.Assim, determine:a) O número N0 de mols de O2, presentes inicialmente no

cilindro.b) O número n de mols de O2, consumidos em 30

minutos de uso, com o medidor de fluxo indicando 5 litros/minuto.c) O intervalo de tempo t, em horas, de utilização do O2,

mantido o fluxo de 5 litros/minuto, até que a pressão interna no cilindro fique reduzida a 40 atm.

NOTE E ADOTE:Considere o O2 como gás ideal.

Suponha a temperatura constante e igual a 300 K.

A constante dos gases ideais R ≈ 8 x 10-2 litros.atm/K.

11. (Ufmg) Para se realizar uma determinada experiência,- coloca-se um pouco de água em uma lata, com uma abertura na parte superior, destampada, a qual é, em seguida, aquecida, como mostrado na Figura I;- depois que a água ferve e o interior da lata fica totalmente preenchido com vapor, esta é tampada e retirada do fogo;- logo depois, despeja-se água fria sobre a lata e observa-se que ela se contrai bruscamente, como mostrado na Figura II.

Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, na situação descrita, a contração ocorre porque a) a água fria provoca uma contração do metal das paredes da lata. b) a lata fica mais frágil ao ser aquecida. c) a pressão atmosférica esmaga a lata. d) o vapor frio, no interior da lata, puxa suas paredes para dentro. 12. (Unifesp) O tanque de expansão térmica é uma tecnologia recente que tem por objetivo proteger caldeiras de aquecimento de água. Quando a temperatura da caldeira se eleva, a água se expande e pode romper a caldeira. Para que isso não ocorra, a água passa para o tanque de expansão térmica através de uma válvula; o tanque dispõe de um diafragma elástico que permite a volta da água para a caldeira.

Suponha que você queira proteger uma caldeira de volume

500 L, destinada a aquecer a água de 20°C a 80°C; que, entre essas temperaturas, pode-se adotar para o coeficiente

de dilatação volumétrica da água o valor médio de 4,4 . 10-

4°C-1 e considere desprezíveis a dilatação da caldeira e do tanque. Sabendo que o preço de um tanque de expansão térmica para essa finalidade é diretamente proporcional ao seu volume, assinale, das opções fornecidas, qual deve ser o volume do tanque que pode proporcionar a melhor relação custo-benefício. a) 4,0 L. b) 8,0 L. c) 12 L. d) 16 L. e) 20 L. 13. (Unifesp) Um estudante contou ao seu professor de Física que colocou uma garrafa PET vazia, fechada, no freezer de sua casa. Depois de algum tempo, abriu o freezer e verificou que a garrafa estava amassada. Na primeira versão do estudante, o volume teria se reduzido de apenas 10% do volume inicial; em uma segunda versão, a redução do volume teria sido bem maior, de 50%. Para avaliar a veracidade dessa história, o professor aplicou à situação descrita a Lei Geral dos Gases Perfeitos, fazendo as seguintes hipóteses, que admitiu verdadeiras:- a garrafa foi bem fechada, à temperatura ambiente de

27°C, e não houve vazamento de ar;

- a temperatura do freezer era de -18°C;- houve tempo suficiente para o equilíbrio térmico;- a pressão interna do freezer tem de ser menor do que a pressão ambiente (pressão atmosférica).Assim, o professor pôde concluir que o estudante: a) falou a verdade na primeira versão, pois só essa redução do volume é compatível com a condição de que a pressão interna do freezer seja menor do que a pressão ambiente. b) falou a verdade na segunda versão, pois só essa redução do volume é compatível com a condição de que a pressão interna do freezer seja menor do que a pressão ambiente. c) mentiu nas duas versões, pois ambas implicariam em uma pressão interna do freezer maior do que a pressão ambiente. d) mentiu nas duas versões, pois é impossível a diminuição do volume da garrafa, qualquer que seja a relação entre a pressão interna do freezer e a pressão ambiente. e) mentiu nas duas versões, pois nessas condições a garrafa teria estufado ou até mesmo explodido, tendo em vista que a pressão interna do freezer é muito menor do que a pressão ambiente. 14. (Ufmg) Um reservatório fechado contém certa quantidade de hélio gasoso à pressão pi. Num primeiro

processo, esse gás é aquecido, lentamente, de uma temperatura inicial Ti até uma temperatura TF. Num segundo

processo, um pequeno orifício é aberto na parede do reservatório e, por ele, muito lentamente, deixa-se escapar um quarto do conteúdo inicial do gás. Durante esse processo, o reservatório é mantido à temperatura TF.

Considerando essas informações,1. ESBOCE, no quadro a seguir, o diagrama da pressão em função da temperatura do gás nos dois processos descritos. JUSTIFIQUE sua resposta.

2. Considere que pi = 1,0 × 105 N/m2 e que as temperaturas

são Ti = 27 °C e TF = 87 °C. CALCULE o valor da pressão

do gás no interior do reservatório, ao final do segundo processo. 15. (Ufsc) Como funciona a panela de pressão?

Dona Maria, uma exímia cozinheira, ficou intrigada ao sair de uma das aulas de Ciências sobre o funcionamento da panela de pressão, a qual utiliza diariamente em sua casa. Na primeira pesquisa efetuada em um site na Internet, ela encontrou o seguinte fragmento:

"A panela de pressão foi inventada pelo físico francês Denis Papin, que publicou em 1861 uma descrição do equipamento, denominando-o digestor. Numa reunião de cientistas da Royal Society, Papin demonstrou que o seu invento era capaz de reduzir ossos a gelatina comestível."Disponível em: <http://br.geocities.com/saladefisica7/funciona/panela.htm>. Acesso em: 22 out. 2007

Alunos do ensino médio, no intuito de ajudar Dona Maria, enviaram os gráficos (I), (II), (III) e (IV) que representam o comportamento da temperatura de ebulição da água (Te) em função da pressão máxima de vapor de água (Pmax) no interior de quatro panelas de pressão (a, b, c e d), com pressões máximas diferentes Pa, Pb, Pc e Pd, respectivamente.

Escolha o gráfico que melhor representa o comportamento da temperatura de ebulição da água (Te) em função da pressão máxima do vapor de água (Pmax), indique-o na sua resposta, faça uma análise matemática da relação entre as

variáveis referidas, explicando o princípio de funcionamento da panela de pressão. 16. (Pucrs) Análise da situação descrita e das afirmativas a seguir:Em meados do século 19, Joseph Louis Gay-Lussac e depois James Prescott Joule estudaram a dependência da energia interna de um gás em relação a seu volume. Para tal, realizaram a experiência cuja montagem está esquematizada na figura a seguir. Em um recipiente isolado contendo água, foram colocados dois balões, A e B, cujas paredes eram rígidas e diatérmicas, ou seja, permitiam trocas de calor. Esses balões eram conectados por uma válvula V, inicialmente fechada. Para determinar a variação na temperatura da água, foi usado um termômetro T. O balão A estava preenchido com um gás e o balão B tinha sido evacuado (não continha gás algum). Iniciou-se a experiência fazendo a leitura do termômetro com o sistema em equilíbrio térmico. Em seguida, abriu-se a válvula V de modo que o gás pudesse se expandir para o balão B. Quando o sistema estava novamente em equilíbrio, foi feita nova leitura da temperatura. Os resultados mostraram que não houve variação na temperatura da água.

Com base na experiência e em seus resultados, afirma-se:

I. Não houve troca de calor entre o gás e a água.II. O processo de expansão do gás ocorreu sem realização de trabalho.III. A pressão do gás não foi alterada, apesar de o gás ter se expandido.IV. A energia interna do gás não foi alterada, apesar de o gás ter se expandido.

De acordo com as teorias da termodinâmica, a alternativa que contém todas e apenas afirmativas corretas é: a) I e II. b) II e III. c) I, III e IV. d) I, II e IV. e) II, III e IV. 17. (Fuvest) Em um freezer, muitas vezes, é difícil repetir a abertura da porta, pouco tempo após ter sido fechado, 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:Considere que todo o ar no interior do freezer, no instante em que a porta é fechada, está à temperatura do ambiente.

a) 35% de P0 b) 50% de P0 c) 67% de P0

d) 85% de P0 e) 95% de P0

18. (Udesc) Um motorista, antes de iniciar sua viagem, calibrou os pneus de seu carro, deixando-os a uma pressão

manométrica de 150 x 103 Pa. No momento da calibração a

temperatura ambiente e dos pneus era de 27,0 °C. Quando chegou ao destino de sua viagem, o motorista percebeu que a pressão manométrica do ar (gás) nos pneus aumentara

para 160 x 103 Pa. Considere o ar dentro dos pneus como sendo um gás ideal. Dada a constante de Boltzmann 1,38 ×

10-23 J/K.a) Calcule a energia cinética média das moléculas do gás no interior dos pneus, no início da viagem.b) Ao chegar ao destino, qual a temperatura do gás nos pneus, sabendo que eles expandiram, aumentando seu volume interno em 5%.c) Considerando as condições iniciais da viagem e que os pneus suportem, no máximo, uma variação de volume de 8%, calcule a pressão do gás no interior dos pneus nessa condição limite. Sabe-se ainda que a temperatura do gás dentro dos pneus, na condição limite, atinge aproximadamente 360 K. 19. (Unicamp) A Lua não tem atmosfera, diferentemente de corpos celestes de maior massa. Na Terra, as condições propícias para a vida ocorrem na troposfera, a camada atmosférica mais quente e densa que se estende da superfície até cerca de 12 km de altitude.a) A pressão atmosférica na superfície terrestre é o resultado do peso exercido pela coluna de ar atmosférico por unidade de área, e ao nível do mar ela vale P0 = 100 kPa. Na cidade

de Campinas, que está a 700 m acima do nível do mar, a pressão atmosférica vale P1 = 94 kPa. Encontre a densidade

do ar entre o nível do mar e a altitude de Campinas, considerando-a uniforme entre essas altitudes.b) Numa viagem intercontinental um avião a jato atinge uma altitude de cruzeiro de cerca de 10 km. Os gráficos a seguir mostram as curvas da pressão (P) e da temperatura (T) médias do ar atmosférico em função da altitude para as camadas inferiores da atmosfera. Usando os valores de pressão e temperatura desses gráficos e considerando que o ar atmosférico se comporta como um gás ideal, encontre o volume de um mol de ar a 10 km de altitude. A constante

universal dos gases é R = 8,3

20. (Uff) Um cilindro de volume V, inicialmente aberto, é colocado sobre uma balança. A tara da balança é então ajustada para que a leitura seja zero. O cilindro é fechado e ligado a uma bomba com um manômetro acoplado para medir a pressão do ar no seu interior. É, então, bombeado ar para o interior desse cilindro e a pressão (P) como função da variação da massa Δm registrada através da leitura da balança é ilustrada no gráfico.

Considere o ar, durante toda a experiência, como um gás ideal cuja massa molecular é M. O volume V e a temperatura T do cilindro são mantidos constantes durante toda a experiência, e a pressão atmosférica é P0.

a) Determine a massa inicial de ar (m0) no interior do cilindro

em termos de P0 , M, V, T e da constante universal dos

gases R.b) Determine o valor de Δm, correspondente a P = 0, onde a reta ilustrada na figura corta o eixo horizontal.c) Mostre como ficaria o gráfico P x Δm, se a experiência fosse realizada a uma temperatura T1 < T, aproveitando a

figura do enunciado para esboçar o novo resultado.

Gabarito:

Resposta da questão 1: número de moles = 0,049Resposta: 4

Resposta da questão 2: 02 + 08 + 16 + 32 = 58

Resposta da questão 3: [D]

Resposta da questão 4: [A]

Resposta da questão 5: [C]



Resposta da questão 8: a) Quando a porta do "freezer" é aberta entra ar mais quente em seu interior, fazendo a pressão interna igualar-se à pressão externa. A porta é fechada e o ar existente no interior do "freezer" é resfriado rapidamente, diminuindo sensivelmente a sua pressão. Como a pressão do ar externo é maior, existirá uma diferença de pressão que dificultará a sua abertura. Para conseguirmos abrir a porta será necessário aplicarmos uma força de intensidade maior do que aquela decorrente da diferença entre a pressão externa e a interna.Se deixarmos passar um certo intervalo de tempo, notamos que a abertura da porta fica mais fácil. Isso ocorre porque a vedação da porta não é ideal, possibilitando a entrada de ar externo no interior do "freezer". Esse ar será resfriado lentamente, mas aumentará o número de partículas de ar, o que aumentará a pressão do ar no interior do "freezer". Quando essa pressão tornar-se igual à pressão externa, a massa de ar de dentro do "freezer" ficará praticamente constante e a resistência à abertura da porta será apenas devido aos ímãs existentes na borracha de vedação que aderem ao metal do corpo do "freezer".

b) 6,0 × 103 N

Resposta da questão 9: [B]

Resposta da questão 10: a) 250 molsb) 18,75 molsc) 4 h


Resposta da questão 12: [C]



Resposta da questão 15:

1. Segundo processo: ® ®

Observe a figura a seguir:

b)

® ®

Resposta da questão 16: O aumento da pressão máxima de vapor faz com que haja um retardo na ebulição da água. Com isto, a água ferve a uma temperatura superior tornando o cozimento dos alimentos mais rápido.


Como não ocorreu mudança na temperatura da água esta nem recebeu e nem cedeu calor. Não houve troca de calor, portanto entre o gás e a água.A expansão do gás ocorreu contra o vácuo e, logo, sem resistência. Desta forma, não ocorreu realização de trabalho.O gás pode se expandir e para tanto sua pressão foi reduzida.Sem variação da temperatura não há variação da energia interna.


[D]

ResoluçãoPela lei geral dos gases (p.V/T)0 = (p.V/T) e considerado o

volume constante do freezer:

=

p = .p0 = 0,85.p0 = 85% da

pressão inicial, que é a atmosférica.


ecinética = .k.T = 1,5.1,38.10-23.(27 + 273) = 621.10-

23 = 6,21.10-21 J

p.V/T = constante 150.103.V/300 = 160.103.1,05.V/T

= 160.1,05./T T = 168.2 = 336 K = 63°C

p.V/T = constante 150.103.V/300 = p.1,08.V/360

= 1,08.p/360 p = 167.103 Pa = 1,67.105 Pa


a) Dados: P0 = 100 kPa = 105 Pa; P = 0,94 ´ 105 Pa; h =

700 m, g = 10 m/s2.A diferença de pressão ocorre devido peso da coluna de ar, de altura h = 700 m que, conforme o teorema de Stevin, é dada por:|DP| = d g h Þ

d = = Þ

d = 0,86 kg/m3.

b) Dados: R = 8,3 ; H = 10 km.

Da leitura direta dos gráficos, obtemos para altura de 10 km:

pressão, P = 30 kPa = 3 ´ 104 Pa; temperatura,

T = –50 °C = (– 50 + 273) = 223 K.

Aplicando a equação de Clapeyron:

P V = n R T Þ V = Þ V = Þ

V = 6,17 ´ 10–2 m3 Þ V = 61,7 L.

Resposta da questão 21: a) Como o enunciado manda considerar o ar como gás perfeito, usando a equação de Clapeyron, temos:P0 V = n0 R T.

Mas, n0 = . Então:

P0 V = R T Þ m0 = .

b) Para anular a pressão (fazer vácuo) no interior do cilindro, é necessário retirar toda a massa gasosa (m0) ali contida

inicialmente, ou seja, a massa final é nula.Dm = m – m0 Þ Dm = 0 – m0 Þ Dm = -m0.

c) Analisando matematicamente o resultando obtido no item (a), vemos que a massa m0 necessária para atingir a

pressão P0 é inversamente proporcional à temperatura:

m0 = .

Assim, a uma temperatura T’ < T Þ > m0.

Conforme o item (b), isso significa que, para anular a

pressão no interior do cilindro, Dm = - .

Fisicamente, podemos entender da seguinte forma: como a temperatura é a medida do estado de agitação das partículas, para exercer a mesma pressão a uma temperatura menor, é necessária uma maior massa de ar.

Resumo das questões selecionadas nesta atividade

Data de elaboração: 15/02/2011 às 13:56Nome do arquivo: lista gases

Origem/Doc: Server INTERBITS

Legenda:Q/Prova = número da questão na provaQ/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®

Q/prova Q/DB Matéria FonteTipo

1 25482 Física Unb/1998Analítica

2 38001 Física Ufsc/2002Somatória

3 38224 Física Ufrn/2001Múltipla escolha


5 43264 Física Uff/2002Múltipla escolha

6 43295 Física Ufmg/2002Múltipla escolha


8 43489 FísicaUnifesp/2003 Analítica


10 52559 FísicaFuvest/2004Analítica



13 73347 FísicaUnifesp/2007 Múltipla

escolha 14 73350 Física

Unifesp/2007 Múltipla escolha 15 81850 Física Ufmg/2007

Analítica 16 83064 Física Ufsc/2008

Analítica 17 84705 Física Pucrs/2008

Múltipla escolha 18 84800 Física

Fuvest/2009Múltipla escolha

19 84929 FísicaUdesc/2009 Analítica

20 93723 FísicaUnicamp/2010 Analítica

21 96932 Física Uff/2010Analítica

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