Q8-2011-Física


A prova original, assim como seu gabarito oficial, se encontram aqui.

Enunciado

Um professor realizou com seus alunos o seguinte experimento para observar fenômenos térmicos:
– colocou, inicialmente, uma quantidade de gás ideal em um recipiente adiabático;
– comprimiu isotermicamente o gás à temperatura de 27 oC, até a pressão de 2,0 atm;
– liberou, em seguida, a metade do gás do recipiente;
– verificou, mantendo o volume constante, a nova temperatura de equilíbrio, igual a 7 oC.

Calcule a pressão do gás no recipiente ao final do experimento.

Resolução:

Após a compressão isotérmica a equação dos gases dá:

P.V = n.R.T => 2.V=n.R.300 (1)

Após liberar metade do gás:

P2.V = (n/2).R. T2 => p2.V = (n/2).R.280 (2)

Dividindo (2) por (1) teremos P2 = 280/300 = 0,93 atm

Essa é uma questão, fisicamente, com problemas:

  • Experiência em sala de aula com um “gás ideal” só se for uma experiência de pensamento
  • Se o recipiente era adiabático e a compressão isotérmica, como o gás perdeu calor para a temperatura não mudar? A compressão realiza trabalho sobre o gás (fornece energia!)
  • Quem me chamou a atenção para os problemas físicos desse enunciado foi o Prof. Carlos Fred nesta discussão sobre a questão no facebook.

Comentário:

Questão de média dificuldade, pois as informações do enunciado devem ser utilizadas e deve-se escolher uma operação matemática que elimine os valores desconhecidos. O candidato deve ainda abstrair os problemas físicos da questão.


Questão 31 – Exame Qualificação 1 – Uerj/2011

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A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:Vestibular Uerj 2010

Enunciado

31) A bola utilizada em uma partida de futebol é uma esfera de diâmetro interno igual a 20 cm. Quando cheia, a bola apresenta, em seu interior, ar sob pressão de 1,0 atm e temperatura de 27 oC.

Considere π = 3, R = 0,080 atm.L.mol-1.k-1 e, para o ar, comportamento de gás ideal e massa
molar igual a 30 g.mol-1.

No interior da bola cheia, a massa de ar, em gramas, corresponde a:

(A) 2,5
(B) 5,0
(C) 7,5
(D) 10

Resolução

O volume da bola, em cm³ é dado por V = (4/3).pi.r³
V = (4/3).3.10³ = 4000 cm³ = 4,0L

Da Equação dos Gases Ideiais: P.V = n.R.T teremos:

1.4 = n.0,08.300 (27 oC = 300K)

n = 1/6 mol.

Como cada mol tem 30g então 1/6 mol terá 5,0 g

Resposta (B)

Comentário

Questão multi-disciplinar de Volume da esfera e Gases Ideiais, muito fácil. O candidato teria apenas que aplicar as equações dos gases ideiais e calcular o volume da esfera.

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