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Exercícios propostos Capítulo

Testes propostosMenuResumo do capítulo 1Os fundamentos da Física • Volume 2

8Estudo dos gases

P.133a)A análise da tabela permite concluir que a relação entre os valores do volume (V) e os correspondentes valores de temperatura absoluta (T) mantém-se constante:

Portanto, o gás está sofrendo uma transformação isobárica (pressão constante). b) Colocando os valores da tabela no diagrama V T, obtém-se uma reta cujo prolongamento passa pela origem, que corresponde ao zero absoluto:

Exercícios propostos 2Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

P.135a)A análise da tabela permite concluir que a relação entre os valores da pressão (p) e os correspondentes valores da temperatura absoluta (T) permanece constante:

constante

Portanto, o gás está sofrendo uma transformação isocórica ou isométrica (volume constante). b)Lançando os valores tabelados no diagrama p T, obtém-se uma reta cujo prolongamento passa pela origem (zero absoluto).

p (atm)

de Boyle:

V n n1

Exercícios propostos 3Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

V2 3,0 º; p2 2,0 atm a)Lei geral dos gases perfeitos:

20,, 2,03,02

P.142a)I.Transformação isóbarica: p p0 ; T 2T0

02

pVT pVT pVT pV T

Exercícios propostos 4Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

pVT pVT pV T b)Representação gráfica pressão volume: p

m

Exercícios propostos 5Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

e kTkT ec(1) c(2)

2 c(1)c(2)

a)Como a energia cinética média só depende da temperatura:

ec(1) ec(2) ⇒ eec(1)c(2) b) v RT

v RT

Exercícios propostos 6Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

1 e4

e vvc(1)c(2) 12 v RT M1

v T v

Situação inicial:

Transformação isotérmica:

P.152 a) Situação inicial:

pT pT p11

Exercícios propostos 7Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

P.153a)No trecho AB, de acordo com o gráfico da figura I, o volume V e a temperatura

T variam proporcionalmente (reta passando pela origem dos eixos). Então, a transformação é isobárica, isto é, a pressão permanece constante. No trecho BC, o gráfico indica que o volume permanece constante no valor V 24,6 º, isto é, a transformação é isocórica. Portanto, a pressão p e a temperatura T variam proporcionalmente.

c)Usando os dados do gráfico:

pT pT p T p (atm)

P.154a)Considerando o ar que ocupa a parte superior do cilindro, teremos:

Aplicando a lei de Boyle para o ar (considerado um gás ideal), pois a transformação é isotérmica (TA TA’ 300 K), temos:

Situação inicial (cilindro já fechado) Situação final

0,5 1u

Exercícios propostos 8Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8 b)Considerando o ar que ocupa a parte inferior do cilindro, teremos:

Aplicando a lei geral dos gases perfeitos, temos:

pVT pVTTB B

Situação inicialSituação final

Como o sistema se encontra em equilíbrio e a massa do pistão é desprezível:

P.155a)Quando a porta do freezer é mantida aberta por certo tempo, o ar do seu interior é trocado pelo ar vindo do exterior. Ao se fechar, esse ar é resfriado rapidamente, a volume constante, e sua pressão se reduz. Então, a pressão interna torna-se menor que a externa, dificultando a abertura imediata da porta após seu fechamento. Com o decorrer do tempo, entra ar pelo sistema de vedação, diminuindo a diferença de pressão e permitindo a nova abertura da porta. b)Supondo o ar um gás ideal, podemos aplicar a fórmula da transformação isocórica, em que:

pT pT

Portanto, a diferença de pressão entre o ar do exterior (1,0 105 N/m2) e o ar interno (0,9 105 N/m2) é ∆p 0,1 105 N/m2. Como a superfície da porta tem área igual a A 0,6 m 1,0 m 0,6 m2, a força aplicada à porta devido somente a essa diferença de pressão tem intensidade dada por:

Exercícios propostos 9Os fundamentos da Física • Volume 2 • Capítulo 8

Em 1 mol há 6,02 1023 moléculas Em 4,05 10 15 mol há x Portanto:

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