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sexta-feira, 4 de junho de 2021

Termologia, Óptica e Ondas - Aula 15 (continuação)

Exercícios de revisão

Revisão/Ex 1:
(ACAFE-SC)
Considerando p a pressão, V o volume e N o número de moléculas de um certo gás ideal, a energia cinética média por molécula desse gás pode ser escrita:

a) Np/2V       b) 2pV/3N         c) 3pN/2V         d) 2pN/3V         e) 3pV/2N


Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 2:
(UFRN)
Um gás ideal contido num recipiente sofre uma mudança de temperatura de 300 K para 1.200 K. Qual a razão entre as velocidades médias das moléculas desse gás (
v300/v1200)?

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 3:
(UPE)
Em relação à teoria cinética molecular dos gases, é CORRETO afirmar que:

a) a energia cinética média de um conjunto de moléculas de um gás depende, apenas e exclusivamente, das massas das moléculas desse gás.
b) quando quadruplicamos a temperatura absoluta de um conjunto de moléculas de um gás, suas moléculas terão velocidade média quadruplicada.
c) quanto maiores as interações entre as moléculas de um gás, mais rigorosamente ele se comportará como um gás ideal.
d) numa mesma temperatura, independentemente das massas molares de cada gás, as moléculas têm energias cinéticas médias iguais.
e) as colisões entre moléculas de um gás perfeito com as paredes do recipiente que as contém são inelásticas para qualquer tipo de gás ideal.


Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 4:
(UNIFEI)
De acordo com a teoria cinética dos gases, a energia cinética média das moléculas que constituem um gás é proporcional à temperatura desse gás. Considere um gás à temperatura ambiente (27 ºC), constituído por moléculas de hidrogênio e de oxigênio. Sabendo que as massas atômicas do hidrogênio e do oxigênio são iguais a 1,0 u.m.a. e 16,0 u.m.a., respectivamente, quais moléculas se movem com maiores velocidades: as moléculas de hidrogênio ou as de oxigênio? Justifique.


Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 5:
(UFU-MG)
Considere uma amostra de hidrogênio e outra de oxigênio, ambas a uma mesma temperatura. Sabe-se que a massa molecular do hidrogênio é 3,3.1
0-27 kg e a do oxigênio é 53.10-27 kg. Podemos afirmar que:

a) Se duplicarmos a temperatura absoluta das amostras , os valores das energias cinéticas médias das moléculas não se alteram.
b) A energia cinética das moléculas de hidrogênio é menor que a energia cinética das moléculas de oxigênio.
c) A velocidade média das moléculas de oxigênio é maior que a velocidade média das moléculas de hidrogênio.
d) A energia cinética das moléculas de hidrogênio não se anula no zero absoluto.
e) A energia cinética das moléculas de oxigênio se anula no zero absoluto.


Resolução: clique aqui
a
Desafio:
 

Um recipiente contém um gás perfeito. Sua temperatura passa de 300 K para 600 K.

a) Qual é a relação entre as energias cinéticas médias por molécula e
300/e600?
b) Qual é a relação entre as velocidades média da moléculas desse gás
v300/v600?

A resolução será publicada na próxima sexta-feira.

Resolução do desafio anterior 

Um recipiente fechado, de capacidade térmica desprezível, contém oxigênio sob pressão de 5,0 atm. Um furo é feito no recipiente e escapa oxigênio até que a pressão do gás que resta no recipiente fique igual à pressão atmosférica (1,0 atm).

Considere a temperatura constante e igual a 27°C.

a) Qual é a porcentagem de oxigênio que escapa para o meio ambiente?
b) Fecha-se o furo.
Qual a temperatura que o oxigênio deve ser aquecido para que a pressão passe de 1,0 atm para 5,0 atm?


a) Seja n o número de mols de oxigênio sob pressão de 5,0 atm e n’, sob pressão de 1,0 atm:

Da equação de Clapeyron, pV = nRT, temos: 


5.0.V = n.R.T (1) e 1,0.V = n’.R.T (2)
(1)/(2): 5,0 = n/n’ => n’ = n/5,0


Número de mols que escapam: n’’ = n – n’ = n – n/5,0 => n’’= 4,0n/5,0


A  porcentagem de oxigênio que escapa para o meio ambiente:


n’’/n = 4,0/5,0 = 0,80 = 80%


b) 5.0.V = n’.R.300 (1) e 1,0.V = n’.R.T (2)


(2)/(1): 5,0 = T/300 => T = 1500 K = 1227 °C
 

Respostas: a) 80%; b) 1227 °C

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