19 exemplos da teoria cinética dos gases
1. Um gás ideal em um recipiente fechado possui inicialmente pressão P e volume V. Se a pressão do gás for aumentada para 4 vezes o valor original e o volume do gás permanecer constante, a razão entre a energia cinética inicial e a energia cinética final do gás é...
Discussão
Conhecido :
Pressão inicial (P)1) = P
Pressão final (P)2) = 4P
Volume inicial (V)1) =V
Volume final (V)2) =V
Perguntado Comparação entre a energia cinética inicial e a energia cinética final (EK)1 : EK2)
Jawab :
A relação entre pressão (P), volume (V) e energia cinética (EK) de um gás ideal. :
Comparação entre a energia cinética inicial e a energia cinética final. :
2. Determine a energia cinética translacional média das moléculas de gás a uma temperatura de 57 °C.oC!
Discussão
Conhecido :
Temperatura do gás (T) = 57oC + 273 = 330 Kelvin
Constante de Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin
Perguntado Energia cinética translacional média
Jawab :
Relação entre energia cinética e temperatura do gás :
Energia cinética translacional média :
3. Um gás a uma temperatura de 27oO gás C está em um recipiente fechado. Para dobrar sua energia cinética, o gás deve ser aquecido a uma temperatura de...
Discussão
Conhecido :
Temperatura inicial (T)1) = 27oC + 273 = 300 K
Energia cinética inicial = EK
Energia cinética final = 4 EK
Perguntado Temperatura final (T)2)
Jawab :
A temperatura final do gás é de 600 K ou 327oC.
4. Um gás ideal está em um espaço fechado. O gás ideal é aquecido até que a velocidade média das partículas do gás aumente para 3 vezes a velocidade inicial. Se a temperatura inicial do gás for 27oC, então a temperatura final do gás ideal é...
Discussão
Conhecido :
Temperatura inicial = 27oC + 273 = 300 Kelvin
Velocidade inicial = v
Velocidade final = 2v
Perguntado Temperatura final de um gás ideal
Jawab :
Velocidade média final = 2 x Velocidade média inicial
5. Três moles de gás estão em uma sala com um volume de 36 litros. Cada molécula de gás tem uma energia cinética de 5 x 10-21 Joule. Constante universal dos gases = 8,315 J/mol.K e constante de Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K. Calcule a pressão do gás na sala!
Discussão
Conhecido :
Número de moles (n) = 3 moles
Volume = 36 litros = 36 dm³3 = 36 x 10-3 m3
Constante de Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J / K
Energia cinética (EK) = 5 x 10-21 Joule
Constante universal dos gases (R) = 8,315 J/mol.K
Perguntado : pressão do gás (P)
Jawab :
Calcule a temperatura (T) usando a fórmula da energia cinética de um gás em função da temperatura:
Calcule a pressão do gás usando a fórmula da Lei dos Gases Ideais (em número de moles, n):
A pressão do gás é de 1,67 x 105 Pascal ou 1,67 atmosferas.
6. Em um recipiente fechado, o volume de gás se expande para 2 vezes o volume inicial (V).o = volume inicial, Po = pressão inicial) e a temperatura do gás aumenta para 4 vezes a original. A pressão do gás torna-se...
A.Po
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Discussão
Sabe-se que:
Volume inicial de gás (V1) =Vo
Volume final de gás (V2) = 2Vo
Temperatura inicial do gás (T)1) = T
Temperatura final do gás (T)2) = 4T
Pressão inicial do gás (P1) = Po
Perguntado: Pressão final do gás (P2)
Resposta:
A resposta correta é B.
7. Uma certa quantidade de gás ideal sofre um processo isotérmico, de modo que a pressão se torna 2 vezes a pressão original, e então o volume se torna...
A. 4 vezes original
B. 2 vezes original
C. ½ vezes o original
D. ¼ vezes o original
E. ainda
Discussão
Isotérmico = temperatura constante
Sabe-se que:
Volume inicial de gás (V1) =V
Pressão inicial do gás (P1) = P
Pressão final do gás (P2) = 2P
Perguntado: Volume final de gás (V2)
Resposta:
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½V
A resposta correta é C.
8. Em um recipiente fechado, o volume de gás se expande para 2 vezes o volume inicial (V).o = volume inicial, Po = pressão inicial) e a temperatura do gás aumenta para 4 vezes a original. A pressão do gás torna-se...
A.Po
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Discussão
Conhecido :
Volume inicial de gás (V1) =Vo
Volume final de gás (V2) = 2Vo
Temperatura inicial do gás (T)1) = T
Temperatura final do gás (T)2) = 4T
Pressão inicial do gás (P1) = Po
Perguntado Pressão final do gás (P)2)
Jawab :
A resposta correta é B.
9. Uma certa quantidade de gás ideal sofre um processo isotérmico, de modo que a pressão se torna 2 vezes a pressão original, e então o volume se torna...
A. 4 vezes original
B. 2 vezes original
C. ½ vezes o original
D. ¼ vezes o original
E. ainda
Discussão
Isotérmico = temperatura constante
Conhecido :
Volume inicial de gás (V1) =V
Pressão inicial do gás (P1) = P
Pressão final do gás (P2) = 2P
Perguntado Volume final do gás (V)2)
Jawab :
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½V
A resposta correta é C.
10. A pressão de um gás ideal em um espaço fechado contra a parede do tubo é formulada como:
P = 2N/3V EK
P = pressão (Pa)
N = número de moléculas (partículas) de gás
V = volume de gás
EK = energia cinética média das moléculas (J).
A afirmação correta em relação à formulação acima é…
A. A pressão de um gás contra a parede depende do número de moléculas por unidade de volume.
B. A energia cinética de um gás não depende da pressão exercida pelas moléculas nas paredes.
C. O volume de gás no cilindro não se altera se a pressão do gás mudar.
D. O número de moléculas de gás diminui, portanto a energia cinética das moléculas aumentará.
E. O volume do gás aumenta, portanto o número de moléculas de gás aumenta.
Discussão
A câmara é fechada de forma que, mesmo com a variação da pressão do gás, o volume de gás no tubo não se altere.
A resposta correta é C.
11. A pressão de um gás ideal em um espaço fechado contra as paredes do tubo é formulada como P = (2N / 3V) EK. P = pressão (Pa), N = número de moléculas (partículas) do gás e EK é a energia cinética média das moléculas (J). Com base nessa equação, a afirmação correta é...
A. A pressão de um gás contra a parede depende da energia cinética média das moléculas.
B. A energia cinética de um gás depende da pressão exercida pelas moléculas nas paredes.
C. A temperatura do gás no tubo irá mudar se a pressão do gás mudar.
D. Se o número de moléculas de gás diminuir, o volume da energia cinética das moléculas diminuirá.
E. Se o volume de gás aumentar, a pressão do gás diminuirá.
Discussão
Sabe-se que:
Fórmula da pressão: P = (2N / 3V) EK
P = pressão
N = número de moléculas de partículas de gás
V = volume de gás
EK = energia cinética média
P é diretamente proporcional a N e EK.
P é inversamente proporcional a V.
N é diretamente proporcional ao volume.
N é inversamente proporcional a EK.
Perguntado: Declaração correta
Resposta:
A alternativa A está incorreta porque, com base na fórmula acima, a pressão do gás (P) depende da energia cinética, e não da energia cinética média.
A alternativa B está incorreta porque a pressão depende da energia cinética do gás, e não o contrário.
A alternativa C está incorreta porque, com base na fórmula acima, a temperatura não depende da pressão.
A alternativa D está incorreta porque N é inversamente proporcional a EK, o que significa que se N for grande, então EK também será grande.
A alternativa E está correta porque a pressão (P) é inversamente proporcional ao volume (V).
A resposta correta é E.
12. Se um gás ideal em um recipiente for comprimido (pressurizado), o gás sofrerá…
A. Diminuição da velocidade das partículas
B. Diminuição da temperatura
C. Aumento de temperatura
D. Adição de partículas de gás
E. Redução de partículas gasosas
Discussão
Lei dos gases ideais (em moles) :
PV = nRT
Lei dos gases ideais (em número de moléculas) :
PV = NkT
A relação entre energia cinética e temperatura do gás :
EK = 3/2 kT
Em formação :
P = pressão, V = volume, T = temperatura, n = número de moles, N = número de moléculas, R = constante universal dos gases, k = constante de Boltzmann
Com base nas três fórmulas acima, as seguintes conclusões foram obtidas:
– Se o gás for comprimido, o volume (V) do gás diminui.
– Se o volume (V) do gás diminui, a pressão (P) do gás aumenta e a temperatura (T) do gás aumenta.
– O ambiente está fechado (V é constante), portanto o número de moles de gás (n) e o número de partículas de gás (N) não se alteram.
– Se a temperatura (T) do gás aumenta, a energia cinética (EK) do gás aumenta. Se a energia cinética do gás aumenta, a velocidade de movimento das partículas do gás aumenta (EK = ½ mv²).2, v = velocidade).
A resposta correta é C.
13. Uma quantidade de gás ideal em um tubo fechado é aquecida isocoricamente até que sua temperatura aumente para quatro vezes a temperatura inicial. A energia cinética média das moléculas do gás ideal é...
A. ¼ vezes o original
B. ½ vezes o original
C. Igual a antes
D. 2 vezes novamente
E. 4 vezes original
Discussão
Isocórico = volume constante
A relação entre a energia cinética média (EK) e a temperatura (T) de um gás é expressa pela equação abaixo:
EK = 3/2 kT
Descrição: EK = energia cinética, T = temperatura, 3/2 = constante, k = constante de Boltzmann.
Com base nessa fórmula, parece que a energia cinética é diretamente proporcional à temperatura. Portanto, quanto maior a temperatura, maior a energia cinética. Se a temperatura for quadruplicada, a energia cinética também quadruplicará.
A resposta correta é E.
14. Um gás ideal com pressão P e volume V em um espaço fechado. Se a pressão do gás no espaço for reduzida a 1/4 do seu valor original a volume constante, então a razão entre a energia cinética antes e depois da redução da pressão é…
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 5 : 1
Discussão
Conhecido :
Volume inicial = V
Volume final = V
Pressão inicial do gás = P
Pressão final do gás = ¼ P
Perguntado Comparação entre a energia cinética inicial e a energia cinética final (EK)1 : EK2)
Jawab :
A relação entre pressão (P), volume (V) e energia cinética (EK) de um gás:
Comparação entre a energia cinética inicial e a energia cinética final:
A resposta correta é D.
15. A temperatura de um gás ideal em um tubo é formulada como EK = 3/2 kT, onde T representa a temperatura absoluta e EK = a energia cinética média das moléculas do gás. Com base na equação acima…
A. Quanto maior a temperatura do gás, menor sua energia cinética.
B. Quanto maior a temperatura do gás, mais lentamente as partículas do gás se movem.
C. Quanto maior a temperatura do gás, mais rápido as partículas do gás se movem.
D. A temperatura de um gás é inversamente proporcional à sua energia cinética.
E. A temperatura do gás não afeta o movimento das partículas do gás.
Discussão
Com base na fórmula acima, a temperatura é diretamente proporcional à energia cinética. Quanto maior a temperatura, maior a energia cinética. A energia cinética é proporcional à velocidade de movimento das partículas de gás (EK = ½ mv²).2, onde EK = energia cinética e v = velocidade). Quanto maior a energia cinética, mais rápido as partículas do gás se movem.
A resposta correta é C.
7. Fatores que influenciam a energia cinética de um gás em um espaço fechado:
(1) pressão
(2) volume
(3) temperatura
(4) tipos de substâncias
A afirmação correta é…
A. (1) e (2)
B. (1) e (3)
C. (1) e (4)
D. (2) apenas
E. (3) apenas
Discussão
O espaço é fechado, portanto o volume do gás é constante; o volume do gás não afeta a energia cinética.
A resposta correta é B.
16. Preste atenção à seguinte afirmação!
(1) O número de partículas de gás aumenta
(2) O número de moles é reduzido
(3) A temperatura é aumentada
(4) Volume aumentado
Os fatores que podem aumentar a pressão do gás em um espaço fechado são indicados pelo número…
Discussão
A equação para a pressão de um gás em um espaço fechado:
Em formação:
P = pressão, N = número de moléculas de gás, m = massa, v = velocidade média das moléculas, V = volume do recipiente, n = número de moles.
Com base na equação acima,
Se o número de partículas de gás (N) aumentar, a pressão do gás (P) aumenta.
Se o número de moles (n) for reduzido, a pressão do gás (P) também será reduzida.
Se a temperatura (T) for aumentada, a pressão do gás (P) também aumentará.
Se o volume (V) aumenta, a pressão do gás (P) diminui.
Assim, os fatores que podem aumentar a pressão do gás em um espaço fechado são 1 e 3.
17. Em um ambiente fechado, quando o gás argônio está em uma temperatura duas vezes maior que a original, a velocidade de movimento das partículas de argônio passa a ser... vezes a original.
Discussão
Isso é conhecido:
Temperatura inicial = T
Temperatura final = 2T
Velocidade inicial = v
Perguntado: Velocidade final = ….v
Resposta:
A fórmula que relaciona velocidade, energia cinética média e temperatura do gás é:
Em formação:
v = velocidade, k = constante de Boltzmann, T = temperatura, m = massa
Velocidade inicial:
Suponha que k = 1, T = 1 e m = 1.
Se a temperatura final for igual a 2, então a velocidade final será:
Velocidade final = √2 vezes a velocidade original.
18. Uma quantidade de gás ideal monoatômico tem inicialmente uma pressão de 120 kPa. Em seguida, o gás é aquecido a pressão constante, de modo que se expande. Suponha que a constante universal dos gases seja expressa como R = 1,5 J.mol⁻¹-1.K-1Se, durante o processo, a temperatura do gás subir para 38,4/R Kelvin e o trabalho por kmol realizado pelo gás para expandir for de 8,4 J, então o volume inicial do gás por kmol será de…
A. 210 cc
B. 225 cc
C. 235 cc
D. 240 cc
E. 250 cc
Discussão
Isso é conhecido:
Pressão (P) = 120 kPa = 120.000 Pascals
Constante universal dos gases = R
Temperatura (T) = 38,4/R
Trabalho (W) por quilomol = 8,4 Joules
Perguntado: Volume inicial (V)1) por quilomol
Resposta:
Calcule o volume final (V).2):
PV2 = n RT
120.000 (V)2) = R (38,4/R)
120.000 (V)2) = 38,4
V2 = 38,4 / 120.000
V2 = 0,00032
V2 = 0,32 x 10-3 m3/kmol
V2 = 0,32 x 10-3 x 106 cm3/kmol
V2 = 0,32 x 103 cm3/kmol
V2 = 320 cm3/kmol
V2 = 320 cc/kmol
Calcule o volume inicial (V).1):
W = P (V2 - V1)
8,4 = 120x103 (0,32 x 10-3 - V1)
8,4 = 120x103 x 0,32 x 10-3 – (120 x 103 V1)
8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 103 V1)
8,4 = 38,4 – (120 x 103 V1)
(120 x 103 V1) = 38,4 – 8,4
(120 x 103 V1) = 30
V1 = 30 / (120 x 103)
V1 = 0,25 x 10-3 m3
V1 = 0,25 x 10-3 x 106 cm3
V1 = 0,25 x 103 cm3
V1 = 250 cm3
V1 = 250 cc
A resposta correta é E.
19. O gás argônio pode ser considerado um gás ideal. Inicialmente, o gás possui energia interna E.1 e temperatura T1O gás passa por um processo realizando trabalho W, liberando energia no valor de Q, e o estado final de energia interna é E.f e temperatura TfA magnitude da variação de energia é mostrada na imagem acima. Qual é a conclusão desse processo?
A. O gás passa por um processo isobárico e Tf < Ti
B. O gás passa por um processo adiabático e Tf < Ti
C. O gás passa por um processo isocórico e Tf < Ti
D. O gás passa por um processo isotérmico e Tf = Ti
E. O gás passa por um processo isocórico e Tf = Ti
Discussão
Com base na imagem, a energia inicial (E)i) e energia final (Ef) não muda, em outras palavras a mudança energia interna vale zero. A fórmula para as variações de energia interna é: ΔU = 3/2 N k ΔT
Com base nessa fórmula, se a mudança energia interna Se a variação de temperatura for zero (ΔU = 0), então a variação de temperatura também será zero (ΔT = 0). Uma variação de temperatura nula significa que a temperatura não se altera. Se a temperatura não se altera, então o gás está passando por um processo isotérmico.
A resposta correta é D.
Fonte da pergunta:
Questões de Física para o Exame Nacional do Ensino Médio/Ensino Técnico
