UEM 2011 (Verão) — questão 36 de Física
Enunciado em texto
Considerando dois recipientes idênticos e hermeticamente fechados A e B, contendo as mesmas quantidades molares dos gases rarefeitos CO₂ e H₂, respectivamente, que possuem a mesma energia cinética média por molécula, assinale o que for correto.
(01) A soma da energia cinética média de todas as partículas constitui a energia interna dos gases contidos nos recipientes A e B.
(02) Quanto maior a energia cinética média das partículas, maior será a temperatura do gás.
(04) Se os gases contidos em A e B estiverem sob o mesmo nível de agitação térmica, a energia interna do gás em A será maior devido à sua massa molar maior.
(08) Como o CO₂ possui uma massa molar maior que o H₂, a pressão que ele exerce sobre as paredes do recipiente A é maior que a pressão que o H₂ exerce sobre as paredes do recipiente B.
(16) A pressão manométrica exercida pelos gases contidos em A e B sobre as paredes dos respectivos recipientes independe da velocidade média ou da taxa de colisão das moléculas do gás com as paredes do recipiente.
(Enunciado: Vestibular UEM 2011 (Verão) — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: aplicar a teoria cinética a dois gases rarefeitos (ideais), com o mesmo número de mols, o mesmo volume e a mesma energia cinética média por molécula (isto é, a mesma temperatura).
(01) Verdadeira. Num gás ideal as moléculas não interagem (não há energia potencial entre elas): a energia interna é a soma das energias cinéticas de todas as partículas.
(02) Verdadeira. A temperatura absoluta é a medida da energia cinética média das moléculas: (parte de translação). Mais energia cinética média, maior a temperatura.
(04) Falsa. A energia interna de um gás ideal depende do número de mols e da temperatura, não da massa molar. Moléculas mais pesadas, na mesma temperatura, apenas andam mais devagar, com a mesma energia cinética média de translação.
(08) Falsa. Pela equação de Clapeyron, : mesmos n, T e V dão a mesma pressão, seja qual for a massa molar. (A molécula de CO₂ bate com mais massa, mas é mais lenta e bate menos vezes: os efeitos se compensam.)
(16) Falsa. A pressão de um gás é justamente o efeito das colisões das moléculas com as paredes: depende da velocidade das moléculas e da frequência das colisões.
⚠️ A armadilha: a (08), achar que gás “mais pesado” empurra mais as paredes. Na mesma temperatura e concentração, a pressão é a mesma para qualquer gás ideal.
A ideia em uma frase: temperatura mede a energia cinética média das moléculas; pressão e energia interna do gás ideal dependem de n e T, não da massa molar.
Resposta: soma 03 (01 + 02).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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