Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

242 CAPÍTULO 19
5 Uma certa quantidade de calor deve ser transferida para I molde
u1n gás ideal monoatômico (a) à pressão constante e (b) a volu1ne
constante e para 1 mo! de um gás diatômico (c) à pressão constante
e (d) a volume constante. A Fig. 19-19 mostra quatro trajetórias
de u1n ponto inicial para u1n ponto final em u 111 diagrarna 11-V. Que
trajetória corresponde a que processo? (e) As moléculas e.lo gás diatômico
estão girando?
Figura 19-19 Pergunta 5.
1
6 O ponto da Fig. l 9- l 8b representa o estado inicial de um gás e a
isoterma que passa pelo ponto divide o diagrama JJ-V em duas regiões,
1 e 2. Para os processos a seguir, determine se a variação fl.Ein•
da energia interna do gás é positiva, negativa ou nula: (a) o estado
final do gás está na mesma isoterma, acima do estado inicial; (b) o
estado final do gás está na mesma isoterma, abaixo do estado inicial;
4
3
d ,. . Jo
1
aá-.. esta em um ponto qualquer da região l · (d
( c) o e-..ta o 1 n ,1 e · - , . _ , )
o estado final do gas est .. í e1n u1n ponto qualquer da regtao 2.
7 (a) Ordene as quatro trajetórias da Fig. 19-16 de acordo com 0
b Ih eallz . do pelo aás, em orde1n decrescente. (b) Ordene a
tra a o r · , 1 e . _ . . s
. , e 3 de acordo co1n a var1açao da energta interna d
tra1etor1a:, 1 , - . . o
gá~. da inais positiva para a 1na1s negativa.
~ nto da Fig. J 9-18, representa o estado inicial de um gás e
0 po . ºd ct· a
adiabática que passa pelo ponto d1v1 e ~ 1agrama p-V nas regiões
1 e . Para os processos a seguir, determine se o calor Q correspon.
2
t é positivo, negativo ou nulo: (a) o estado final do gás está na
d en e · · · 1 (b) d r·
inesma adiabática, acüna do estado 1n1c1a ; . . ~ esta o 1nal do gás
está na mesma adiabática, abaixo do estado 1n1c1al; (c) o estado final
do gás está em um ponto qualquer da região l; (d) o estado final do
gás está em um ponto qualquer da região 2.
Um o-ás ideal diatômico, cujas moléculas estão girando, ,nas não
9
oscila;, perde uma quantidade Q de calor. A diminuição de energia
interna do gás é maior se a perda acontece em um processo a
voluine constante ou em um processo à pressão constante?
1 o A temperatura de um gás ideal aumenta, diminui ou permanece
a mesma durante (a) urna expansão isotérmica, (b) uma expansão à
pressão constante, (c) uma expansão adiabática e (d) um aumento
de pressão a volume constante?
1
- ~ . ' . . . .
PROBL .EM -AS ·
. .
• - -
-
O número de pontos indica o grau de dificuldade do problema
~~ Informações adicionais disponíveis em O Circo Voador da Ffsica de Jearl Walker, LTC, Rio de Janeiro, 2008.
Seção 19-2 O Número de Avogadro
•1 Determine a 1nassa em quilogramas de 7,50 X 10 24 átomos de
arsênio, que tem uma massa molar de 74,9 g/mol.
•2 O ouro tem uma massa molar de 197 g/mol. (a) Quantos mols de
ouro existem em uma amostra de 2,50 g de ouro puro? (b) Quantos
átomos existem na amostra?
Seção 19-3 Gases Ideais
•3 Uma amostra de oxigênio com um volume de 1000 cm 3 a 40,0ºC
e 1,01 X 105 Pa se expande até um volume de 1500 cm
3 a uma pressão
de 1,06 X 10 5 Pa. Determine (a) o número de mols de oxigênio
presentes na amostra e (b) a temperatura final da amostra.
•4 Uma amostra de um gás ideal a 10,0ºC e 100 kPa ocupa um volume
de 2,50 m3. (a) Quantos mols do gás a amostra contém? (b) Se
a pressão é aumentada para 300 kPa e a temperatura é aumentada
para 30,0ºC, que volume o gás passa a ocupar? Suponha que não
há vazamentos.
5 O melhor vácuo produzido em laboratório tem uma pressão de
aproximadamente 1,00 X 10- 18 atm, ou 1,01 X 10- 13 Pa. Quantas molécula,
do gás existem por centímetro cúbico nesse vácuo a 293 K?
•6 Garrafa de âgua e,n u111 carro quente. Nos dias de calor,
a temperatura em um carro fechado estacionado no sol pode ser
su l1ch:ntc para provocar queimaduras. Suponha que uma garrafa
tlc :íguu_ rernov ida de uma geladeira a Le1nperatura de 5,00ºC seja
ahcrla. fechada nova1ncntc e deixada c1n u1n carro fechado co1n u1na
1_1:rnpe1atura i11te1 n,1 <lL 75 O 'C. Desprezando a dilatação tér1nica da
agu I e <lu garra! a dctt:rnunc a pre-.'iàO ao ar contido no interior da
g,1nul, 1 • 1 A prcssau poc.lc !.CI ,uhc.1cn te para ar1an<.:ar un1a ta1npa
10 qt11!t1tla.>
•7 Suponha que 1,80 molde um gás ideal sejam comprimidos isoter1nicamente
a 30ºC de um volume inicial de 3,00 m 3 para um volume
final de 1,50 m 3 • (a) Qual é a quantidade de calor, emjoules,
transferida durante a compressão e (b) o calor é absorvido ou cedido
pelo gás?
•8 Calcule (a) o nú1nero de mols e (b) o número de moléculas em
1,00 cm 3 de um gás ideal a uma pressão de 100 Pa e a uma tempe·
ratura de 220 K.
•9 Um pneu de automóvel tem um volume de 1,64 X 10- 2 m 3 e
contém ar à pressão manométrica (pressão acima da pressão atmosférica)
de 165 kPa quando a temperatura é O,OOºC. Qual é a
pressão manométrica do ar no pneu quando a temperatura aumenta
para 27 ,OºC e o volume aumenta para 1,67 X 10- 2 m 3 ? Suponha que
a pressão atmosférica seja 1,01 X 1 os Pa.
•10 Um recipiente contém 2 mols de um gás ideal que tem u1na
massa molar M 1 e 0,5 mol de um segundo gás ideal que tem uma
massa molar M2 = 3M 1 • Que fração da pressão total sobre a pared.e
do recipiente se deve ao segundo gás? (A explicação da teoria cinética
dos gases para a pressão leva à lei das pressões parciais para
uma 1nistura de gases que não reagem quimicamente, descoberta
experimentalmente: a pressão total e:'<ercida por 1011a 111istura de
gases e • 1gua · / a ' so111a d as pressões que os gases exercer1a111 · se cada
i1111 ocupasse sozinho o vo/u111e do reciJJiente.)
• • 11 O ar que inicialmente ocupa 0.140 m ~ à pressão mano1nétrica
de 103,0 kPa se expande isotermican1cnte até atingir a pressão de
1 O 1,3 kPa e, e1n seguida. é resfr1ado à pressão constante até volt!;
ao volun1e inicial. Calcule o trabalho re,tlizado pelo ar. (Pressa
n,ano,nctrica e a diferença entre a pressão real e a pressão atcnos·
lenca )