1. O estado termodinâmico de um gás é descrito por meio de uma equação relacionando suas variáveis termodinâmicas. Cite duas variáveis de estado termodinâmico de um gás ideal, bem como suas respectivas unidades de medida.

2. Um utensílio muito usado na cozinha é a panela de pressão. Ela possibilita o cozimento de alimentos com um tempo menor, porque, aumentando-se a pressão no seu interior, a água ali contida atinge temperaturas superiores àquela na qual mudaria de fase. Entretanto, as variáveis termodinâmicas do gás (ar) no interior da panela se alteram, exceto uma, e por isso a transformação gasosa que ocorre no interior da panela de pressão recebe um nome específico. Qual o nome dessa transformação?

3.Uma certa massa de um gás considerado ideal estava contida em um recipiente metálico de 3 litros de capacidade à temperatura de 87°C e pressão de 4 atm. Algum tempo depois, a temperatura sobe para 447°C, o aumento do volume foi tão pequeno que pode ser desconsiderado. A respeito desse evento, que tipo de transformação gasosa pode-se dizer que ocorreu?

4.Determine o número aproximado de mols de um gás ideal, cujas condições estejam normais, ou seja, a temperatura à 273K, a pressão a 1 atm e ocupando um volume de 22,4 litros. (Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K)

5. Qual deve ser a temperatura de certa quantidade de um gás ideal, inicialmente a 200 K, para que tanto o volume quanto a pressão dupliquem?

Respostas

respondido por: marcusviniciusbelo

Aplicaremos os conceitos clássicos de termodinâmica para resolver cada uma das questões a seguir.

1. A equação geral da termodinâmica é dada pela fórmula matemática:

$\frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2}$

Podemos destacar duas grandezas físicas:

Pressão. Mede a força que as moléculas estão exercendo por unidade de superfície. Sua unidade SI é o Pa (pascal);
Temperatura: Afere o grau de agitação das moléculas da substância. Sua unidade SI é o K (kelvin).

2. Dentro da panela a água contida nela permanecerá lá dentro, pois a panela fica muito bem fechada pela tampa. Deste modo, podemos dizer que o volume de água contido nessa panela permanecerá constante.

Logo, temos uma transformação isovolumétrica (ou isocórica).

3. Se o volume não se alterou durante a transformação então temos uma transformação isocórica.

4. A equação de clapeyron é dada pela seguinte fórmula matemática:

$PV = nRT$

Substituindo todos os valores fornecidos no enunciado:

$1*22,4 = n*0,082*273\\\\22,386n = 22,4\\\\n = 22,4/22,386 = 1 mol$

5. Vamos aplicar agora a equação que vimos lá na questão 1. A questão nos forneceu os seguintes dados:

Pressão inicial = P₁;
Volume inicial = V₁;
Temperatura inicial = T₁ = 200 K;
Pressão final = P₂ = 2*P₁;
Volume final = V₂ = 2*V₁;
Temperatura final = T₂.

Substituindo todos esses valores na fórmula, teremos:

$\frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2}\\\\\frac{P_1V_1}{200} = \frac{2P_1*2V_1}{T_2} = \frac{4P_1V_1}{T_2}\\\\T_2 = \frac{200*4P_1V_1}{P_1V_1} = 200*4 = 800 K$