UFPR 2014
A equação geral dos gases ideais é uma equação de estado que correlaciona pressão, temperatura, volume e quantidade de matéria, sendo uma boa aproximação ao comportamento da maioria dos gases.
Os exemplos descritos a seguir correspondem às observações realizadas para uma quantidade fixa de matéria de gás e variação de dois parâmetros. Numere as representações gráficas relacionando-as com as seguintes descrições.
1. Ao encher um balão com gás hélio ou oxigênio, o balão apresentará a mesma dimensão.
2. Ao encher um pneu de bicicleta, é necessária uma pressão maior que a utilizada em pneu de carro.
3. O cozimento de alimentos é mais rápido em maiores pressões.
4. Uma bola de basquete cheia no verão provavelmente terá aparência de mais vazia no inverno, mesmo que não tenha vazado ar.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta na numeração das representações gráficas.
1 – 3 – 4 – 2.
2 – 3 – 4 – 1.
4 – 2 – 1 – 3.
4 – 3 – 1 – 2.
2 – 4 – 3 – 1.
Resolução
Solução passo a passo
- Interpretar cada gráfico
• Gráfico I: \(P\) × \(V\) (hipérbole). Representa a lei de Boyle (\(P\propto 1/V\)) para \(n\) e \(T\) constantes.
• Gráfico II: \(P\) × \(T\) (reta). Representa a lei de Gay-Lussac (\(P\propto T\)) para \(n\) e \(V\) constantes.
• Gráfico III: \(V\) × \(T\) (reta). Representa a lei de Charles (\(V\propto T\)) para \(n\) e \(P\) constantes.
• Gráfico IV: \(V\) × \(n\) (reta). Representa a lei de Avogadro (\(V\propto n\)) para \(P\) e \(T\) constantes. - Analisar as descrições
1. Balão com He ou O2 tem mesmo tamanho → o volume não depende do tipo de gás, mas da quantidade de matéria – lei de Avogadro → gráfico IV.
2. Pneu de bicicleta requer maior pressão que o de carro (menor volume para mesma quantidade de ar) → relação inversa entre \(P\) e \(V\) – lei de Boyle → gráfico I.
3. Cozimento mais rápido em altas pressões (panela de pressão) → quanto maior \(P\), maior \(T\) de ebulição – lei de Gay-Lussac → gráfico II.
4. Bola de basquete cheia no verão parece vazia no inverno → queda de temperatura diminui o volume interno – lei de Charles → gráfico III. - Atribuir os números aos gráficos (da esquerda para a direita)
• Gráfico I → descrição 2
• Gráfico II → descrição 3
• Gráfico III → descrição 4
• Gráfico IV → descrição 1 - Sequência final
2 – 3 – 4 – 1
Alternativa correta: B
Dicas
Erros Comuns
Revisão de conceitos
- Lei de Boyle: \(P_1V_1=P_2V_2\) ("pressão inversamente proporcional ao volume" – \(n\) e \(T\) constantes).
- Lei de Charles: \(V\propto T\) (volume aumenta com a temperatura – \(n\) e \(P\) constantes).
- Lei de Gay-Lussac: \(P\propto T\) (pressão aumenta com a temperatura – \(n\) e \(V\) constantes).
- Lei de Avogadro: \(V\propto n\) (mesmas condições de \(T\) e \(P\), volumes iguais contêm mesmo número de mols, independentemente do gás).
